Электроэнцефалография, ЭЭГ (от электро- + «головной мозг» + «запись») — раздел электрофизиологии, изучающий закономерности суммарной электрической активности мозга, отводимой с поверхности кожи волосистой части головы, а также метод записи таких потенциалов. Также ЭЭГ — неинвазивный метод исследования функционального состояния головного мозга путём регистрации его биоэлектрической активности.
Электроэнцефалография измеряет колебания напряжения в результате ионного тока в нейронах головного мозга. Клинически является графическим изображением спонтанной электрической активности мозга в течение определённого периода времени, записанной с нескольких электродов на мозге или поверхности скальпа.
Плюсы и минусы метода ЭЭГ — чувствительный метод исследования, он отражает малейшие изменения функции коры головного мозга и глубинных мозговых структур во временном измерении, обеспечивая миллисекундное временное разрешение, не доступное другим методам исследования мозговой активности, в частности ПЭТ и фМРТ.
Электроэнцефалография даёт возможность качественного и количественного анализа функционального состояния головного мозга и его реакций при действии раздражителей. Запись ЭЭГ широко применяется в диагностической и лечебной работе (особенно часто при эпилепсии), в анестезиологии, а также при изучении деятельности мозга, связанной с реализацией таких функций, как восприятие, память, адаптация
На электроэнцефалограммах заметна ритмичность электрической активности мозга. Различают целый ряд ритмов, обозначаемых буквами греческого алфавита.
Также электроэнцефалография используется для выявления потенциалов, связанных с событиями — откликов мозга, являющихся непосредственным результатом определённого ощущения, когнитивного или моторного события.
Недостатком является высокая чувствительность прибора к движениям и тремору, обусловленному психоэмоциональным напряжением пациента, вызывает помехи в работе, что может затруднить диагностику. Такие изменения называются артефактами движения.
Недостатком электроэнцефалографии является также низкое пространственное разрешение, гораздо более слабое, чем у гемодинамических методов измерения, таких как фМРТ, ПЭТ и функциональная ближняя инфракрасная спектроскопия (англ. Functional near-infrared spectroscopy — fNIRS). В отличие от гемодинамических методов, для ЭЭГ определение местоположение источников электрического потенциала является обратной задачей, которая не может быть точно решена, а только оценена. Таким образом, ЭЭГ хорошо подходит для исследования вопросов о скорости нейронной активности и хуже для исследования вопросов о местоположении такой активности.
История Начало изучению электрических процессов мозга было положено немецким физиологом Дюбуа-Реймоном в 1849 году, который показал, что мозг, так же как нерв и мышца, обладает электрогенными свойствами.
24 августа 1875 года английский физиолог Ричард Кейтон сделал доклад на заседании Британской медицинской ассоциации, на котором представил научному сообществу данные по регистрации от мозга кроликов и обезьян слабых токов. В том же году независимо от Кэтона русский физиолог В. Я. Данилевский в докторской диссертации изложил данные по изучению электрической активности мозга у собак. В своей работе он отметил наличие спонтанных потенциалов, а также изменения, вызываемые различными стимулами.
В 1882 году И.М. Сеченов опубликовал работу «Гальванические явления на продолговатом мозгу лягушки», в которой впервые был установлен факт наличия ритмической электрической активности мозга. В 1884 году Н. Е. Введенский для изучения работы нервных центров применил телефонический метод регистрации, прослушивая в телефон активность продолговатого мозга лягушки и коры больших полушарий кролика. Введенский подтвердил основные наблюдения Сеченова и показал, что спонтанную ритмическую активность можно обнаружить и в коре больших полушарий млекопитающих.
Начало электроэнцефалографическим исследованиям положил психолог В. В. Правдич-Неминский, опубликовав в 1913 году первую электроэнцефалограмму мозга собаки. В своих исследованиях он использовал струнный гальванометр. Также Правдич-Неминский вводит термин «электроцереброграмма».
Первая запись ЭЭГ человека получена немецким психиатром Гансом Бергером в 1924 году. Он же предложил запись биотоков мозга называть электроэнцефалограмма. Работы Бергера, а также сам метод энцефалографии получили широкое признание лишь после того, как в мае 1934 года Э . Д. Эдриан и Мэттьюс () впервые убедительно продемонстрировали «ритм Бергера» на собрании Физиологического общества в Кембридже.
Методика
Регистрация ЭЭГ производится при помощи электроэнцефалографа через специальные электроды (наиболее распространённые — мостиковые, чашечковые и игольчатые). В настоящее время чаще всего используется расположение электродов по международным системам «10−20 %» или «10−10 %». Каждый электрод подключён к усилителю. Для записи ЭЭГ может использоваться бумажная лента (это устаревший вариант) или сигнал может преобразовываться с помощью АЦП и записываться в файл на компьютере (современный вариант). Наиболее распространена запись с частотой дискретизации . Запись потенциалов с каждого электрода осуществляется относительно нулевого потенциала референта, за который, как правило, принимается мочка уха или сосцевидный отросток височной кости (processus mastoideus), расположенный позади уха и содержащий заполненные воздухом костные полости.
Характеристики ЭЭГ Для выделения на ЭЭГ значимых признаков её подвергают анализу. Основными понятиями, на которые опирается характеристика ЭЭГ, являются: средняя частота колебаний; их максимальная амплитуда; их фаза; также оцениваются различия кривых ЭЭГ на разных каналах и их временная динамика. Суммарная фоновая электрограмма коры и подкорковых образований мозга пациента, варьируя в зависимости от уровня филогенетического развития и отражая цитоархитектонические и функциональные особенности структур мозга, также состоит из различных по частоте медленных колебаний.
Ритмы ЭЭГ
Одной из основных характеристик ЭЭГ является частота. Однако из-за ограниченных возможностей восприятия при визуальном анализе ЭЭГ, применяемом в клинической электроэнцефалографии, целый ряд частот не может быть достаточно точно охарактеризован оператором, так как глаз человека выделяет только некоторые основные частотные полосы, явно присутствующие в ЭЭГ.
В зависимости от частотного диапазона, а также от амплитуды, формы волны, топографии и типа реакции различают ритмы ЭЭГ, которые также обозначают греческими буквами.
Артефакты электроэнцефалограммы Артефакты электроэнцефалограммы — это возникающие в ходе процедуры электроэнцефалографического исследования помехи, которые представляют собой дефект записи.
В связи с тем, что современная аппаратура для проведения ЭЭГ регистрирует слишком малые величины биоэлектрических потенциалов, истинная электроэнцефалографическая запись может искажаться из-за воздействия разных физиологических и технических (физических) артефактов. Это зачастую может повлечь за собой трудности при расшифровке и интерпретации записиГуляев С. А., Архипенко И. В. Артефакты при энцефалографическом исследовании: выявление и дифференциальный диагноз // Русский журнал детской неврологии. — Том 6 — 2012 — № 3 — С. 1—16.
Виды артефактов: Физические артефакты — артефакты, возникающие вследствие воздействия на аппаратуру для проведения ЭЭГ различных физических или технических помех. Это могут быть: обрыв проводника, плохой контакт электрода, так называемый «телефонный артефакт» (расположение телефонного аппарата рядом с проходящим процедуру ЭЭГ пациента, вследствие чего ЭЭГ-анализатор регистрирует электромагнитные волны из телефонного аппарата). Физиологические артефакты — артефакты, возникающие из-за различных биологических процессов, которые протекают в организме пациента. Это могут быть: реограмма (РЭГ-артефакт), электрокардиограмма (ЭКГ-артефакт), электромиограмма (ЭМГ-артефакт) и другиеГуляев С. А. Электороэнцефалографическое исследование в клинике: проблема современной классификации // Русский журнал детской неврологии. — Том 6—9 — 2013 — № 4 — С. 35—41.
См. также Биопотенциал Вызванный потенциал Магнитоэнцефалография Международная система размещения электродов «10—20» Синхронизация (нейробиология) Ритмы головного мозга Транскраниальная магнитная стимуляция Количественная электроэнцефалография Neuralink
Примечания
Литература Гусельников В. И. Электрофизиология головного мозга. — М.: Высшая школа, 1976.
Иванов Л. Б. Прикладная компьютерная электроэнцефалография. — М.: Антидор, 2000. Жирмунская Е. А. Клиническая электроэнцефалография. — М.: МЭЙБИ, 1991. Уолтер Грей Живой мозг. — М.: Мир, 1966. Л. П. Павлова. Доминанты деятельного мозга. Системный психофизиологический подход к анализу ЭЭГ. СПб; ИНФОРМ-НАВИГАТОР, 2017. — 442 с. В. В. Гнездицкий. Атлас амбулаторного мониторинга ЭЭГ. М.: Де’Либри, 2021. — 384 с. — ISBN 978-5-4491-0958-3
Ссылки Всё об электроэнцефалографии человека больного эпилепсией
Категория:Неврология Категория:Медицинская диагностика Категория:Физиология нервной системы Категория:Электрофизиология Категория:Математика в медицине Категория:Функциональная диагностика Категория:Головной мозг Категория:Электроэнцефалография