مخطط الدماغ الكهربائي - مبدأ العمل وطرق التطبيق

إذا قام شخص ما ، وهو في حالة راحة ذهنية وجسدية ، بتطبيق أقطاب كهربائية على الرأس ومن خلال مكبر للصوت يقوم بتوصيلهم بجهاز تسجيل ، فيمكنك حينئذٍ التقاط الاهتزازات الكهربائية... تنشأ هذه الاهتزازات في القشرة الدماغية وترتبط بنشاط عصبي خاص. يتم تسجيلها أيضًا مباشرة من الدماغ عند فتح الجمجمة أثناء الجراحة.

تم إثبات وجود التذبذبات الكهربائية الإيقاعية التي تحدث بشكل عفوي في الدماغ في عام 1875 من قبل الفيزيولوجي الروسي في. يا دانيلفسكي والعالم الإنجليزي ريتشارد كاتو ، بشكل مستقل عن بعضهما البعض ، حيث قاما بإجراء التجارب على الحيوانات بجمجمة مفتوحة.

تبين لاحقًا أنه من الممكن تسجيل التيارات الكهربائية للدماغ من خلال الجلد وعظام الجمجمة السليمة. كان هذا بمثابة الأساس للانتقال إلى دراسة هذه الظواهر عند البشر.

الميزة الأكثر إثارة للاهتمام للاهتزازات الكهربائية للدماغ البشري هي خصائصها ، إيقاعها المنتظم تقريبًا بتردد حوالي 10 هرتز - هذه هي ما يسمى موجات ألفا.في الخلفية ، تظهر تذبذبات أكثر تكرارًا - موجات بيتا عند 13-30 هرتز وموجات جاما عند 60-150 هرتز وما فوق. كما لوحظ تذبذبات أبطأ - موجات من 1 - 3 - 7 هرتز.

يُطلق على شكل الموجة الكهربائية للدماغ مخطط كهربية الدماغ ، ويُطلق على فرع الفيزيولوجيا الكهربية الذي يدرس أنماط النشاط الكهربائي في الدماغ تخطيط كهربية الدماغ (EEG) ، وتناسب مخططات كهربية الدماغ تحليل فورييه الرياضي.

يعد تخطيط كهربية الدماغ ذا أهمية كبيرة للدراسات النظرية لنشاط الدماغ ، وكذلك للأغراض العملية لتشخيص أمراض الدماغ.

لحماية الجسم من المجالات الكهرومغناطيسية الخارجية ، يتم وضعه في غرفة محمية. مصادر الأخطاء في اكتساب مخطط كهربية الدماغ: إمكانات الجلد والعضلات ، مخطط كهربية القلب ، نبض الشرايين ، حركة القطب الكهربي ، حركة الجفن والعين ، وضوضاء مكبر الصوت.

يتم الحصول على أفضل مخطط كهربائي للدماغ من شخص في حالة راحة تامة: يجلس الشخص أو يستلقي بشكل أفضل (ولكن لا ينام) في غرفة مظلمة عازلة للصوت في وضع مريح ، معزول عن المحفزات الخارجية وفي راحة تامة.

هذا الظرف مهم جدا. في كثير من الأحيان عند الأشخاص الذين يأتون إلى الدراسة لأول مرة ، يصعب تسجيل مخطط كهربية الدماغ بسبب يقظتهم وخوفهم من بيئة غير عادية.

يختلف الناس عن بعضهم البعض في خصائص EEG المتأصلة لديهم. في بعض الحالات ، من السهل جدًا اكتشاف الإيقاع الصحيح لموجات ألفا ، وفي حالات أخرى لا يتم تسجيلها على الإطلاق.

تختلف مخططات كهربية الدماغ أيضًا في الشكل والسعة والمدة وانتظام موجات ألفا ، وكذلك في موقع وعدد وكثافة الموجات الأخرى - بيتا ودلتا وغاما.

من المثير للاهتمام أن نلاحظ الثبات المدهش للسمات الأساسية لمخطط كهربية الدماغ البشري ، والتي تم إنشاؤها من خلال دراسات متكررة على مدى عدة أشهر.

عادة ما يكون من الممكن معرفة مسبقًا متى سيتم إنشاء مخطط كهربائي منتظم للدماغ في موضوع مدروس جيدًا وما هي سماته المميزة. ومع ذلك ، إلى جانب الثبات الكبير للسمات المميزة للمخطط الكهربائي للدماغ للشخص السليم ، هناك أيضًا تنوع فسيولوجي كبير له ، حتى خلال نفس اليوم.

الشرط الذي لا غنى عنه للحصول على مخطط كهربائي منتظم للدماغ هو الراحة الاستثنائية لدماغ اليقظة. من المفهوم مدى صعوبة تحقيق ذلك في حالة نشطة ، مما يؤدي إلى إيقاف نشاط الدماغ.

من خلال مراقبة الاهتزازات الكهربائية التي تحدث في القشرة المخية لساعات ، يومًا بعد يوم ، يمكن للمرء أن يرى أن الدماغ غالبًا ما يكون مثل المرآة ، مما يعكس ما يفعله المرء في الوقت الحالي.

في بعض الأحيان تختفي الإيقاعات المنتظمة للدماغ فجأة من تلقاء نفسها ، أو تظهر تذبذبات عالية التردد ، أو تظهر تيارات عضلية خاصة. هذا يعني أن الشخص يفكر في شيء ما ، يقوم ببعض الحركة ، يتخيل شيئًا ما. يعكس التباين في مخطط كهربية الدماغ التقلبات في استثارة الجهاز العصبي المركزي.

إذا طلبت من شخص ما القيام ببعض الأعمال الذهنية ، على سبيل المثال ، حل مشكلة تمثل موقفًا صعبًا ، فيمكنك ملاحظة اختفاء الإيقاع المنتظم لموجات ألفا وظهور التذبذبات عالية التردد. أثناء العمل الذهني المكثف ، يتم استبدال موجات ألفا بتفريغ عالي التردد من 500-1000 هرتز ، وتستمر طوال مدة النشاط العقلي ، بعد إنهاء موجات ألفا.

يمكن أن تستمر التذبذبات عالية التردد المرتبطة بالنشاط العقلي لفترة طويلة. في الطالب الذي ينشئ إيقاعًا طبيعيًا للدماغ ، يصبح من الصعب تسجيل مخطط كهربية الدماغ - يتم ملاحظة التذبذبات عالية التردد فقط. اتضح أنه كان مشغولا بالتحضير للامتحانات في أيامه الخالية من التجارب.

في موضوع آخر كان لديه مخطط كهربائي منتظم للدماغ بسهولة مدهشة ، لوحظ مرة واحدة فقط التذبذبات عالية التردد. اتضح أنه كان يرسم لمدة ساعتين قبل التجربة.

بشكل عام ، يعتبر الإيقاع الطبيعي لموجات ألفا من سمات الدماغ البشري في حالة الهدوء ، وترتبط التذبذبات عالية التردد وموجات بيتا وجاما بنشاطه.

يبدأ النشاط الإيقاعي للدماغ ، بالإضافة إلى المنطقة الحركية ، في الشخص بعد شهر واحد فقط من الولادة ؛ يتطور ، على ما يبدو ، في وقت واحد مع النشاط القشري عندما يبدأ الطفل في التعرف على الأشياء وفهمها.

نظرًا لأنه يختلف في هذا العمر عن البالغين ، يتغير مخطط كهربية الدماغ تدريجيًا ، فقط في سن 11-12 عامًا يقترب من القاعدة للبالغين.يستمر النشاط الإيقاعي للدماغ أثناء النوم ، ولكن يتغير ، يصبح أكثر بساطة وسلاسة ، وتظهر الاهتزازات البطيئة.

من المثير للاهتمام أن نلاحظ أن إيقاع دماغ النائم لا ينزعج ، على سبيل المثال ، من خلال ضجيج سيارة من الغرفة المجاورة أو صوت بوق من الشارع ، ولكن إذا سمع صوت في الغرفة ، على سبيل المثال ، حفيف الورق ، المرتبط بحقيقة وجود شخص ما في الغرفة ، يتغير دماغ النائم. ويرجع ذلك إلى وجود «نقاط مراقبة في الدماغ» تكون مستيقظة أثناء نوم الشخص.

بمساعدة طريقة التخطيط الكهربائي للدماغ ، من الممكن مراقبة وتسجيل هذه التغييرات المعقدة في نشاط الدماغ المرتبط بإحساس شخصي معين بشكل موضوعي.

في أمراض الدماغ ، تظهر موجات ذات شكل ومدة خاصة. في أورام المخ ، تظهر موجات بطيئة بتردد 1-3 هرتز ، والتي يسميها موجات دلتا. يتم تسجيل موجات دلتا عند التقاطها من النقطة الموجودة في الجمجمة فوق الورم مباشرة ، بينما عند التقاطها من مناطق أخرى من الدماغ لم يلتقطها الورم ، يتم تسجيل الموجات الطبيعية. يتم تحديد ظهور موجات دلتا في الجزء المصاب بالورم من الدماغ من خلال تنكس القشرة في هذا المكان.

بهذه الطريقة ، يساعد مخطط كهربية الدماغ في التعرف على وجود الورم وموقعه بالضبط. تم العثور على موجات دلتا في مخطط كهربية الدماغ أيضًا في حالات مرضية أخرى للدماغ.

في بعض الإصابات: تُلاحظ موجات دلتا المرضية في مخطط كهربية الدماغ بعد سنوات عديدة من إصابة الرأس.

تتغير إيقاعات دماغ الإنسان أو تختفي تمامًا مع فقدان الوعي لأسباب مختلفة ، فإنها تتغير مع نقص الأكسجين ، وهكذا في التجارب التي تدرس تأثير التنفس في خليط من الهواء مع نسبة منخفضة من الأكسجين ، والتي تسبب في فقدان الوعي ، يتم تسجيل مجموعات من الموجات الشبيهة بالصلب ، استثنائية في الجهد ، كما لو أن الدماغ قد فقد نوعًا من الفرامل.

تم تسجيل نفس الموجات البطيئة المتقطعة لدى الأشخاص الفاقدين للوعي من ارتجاج المخ مباشرة بعد إصابة في الرأس. في بعض أمراض الدماغ ، يتم تسجيل الإمكانات عالية التردد (على سبيل المثال ، في الفصام) أو في تناوب الموجة البطيئة والموجة (في الصرع).

تعتبر طريقة تخطيط كهربية الدماغ ضرورية لتشخيص ودراسة أمراض الدماغ. بالنسبة للأهمية النظرية ، فإن تخطيط كهربية الدماغ ، الذي يسمح بتسجيل حالة استثارة القشرة الدماغية ، يفتح الوصول إلى الدراسة المباشرة لعمليات الإثارة والتثبيط في الدماغ البشري ، والتي تعتبر نسبتها الآليات الرئيسية للنشاط العصبي .