Электроэнцефалография , ЭЭГ (от электро- + др.-греч. «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 электроэнцефалограмма является графическим изображением спонтанной электрической активности мозга в течение определенного 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 дает 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 и т. д.

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 определенного ощущения , когнитивного или 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 (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 Д.-Реймоном ( нем. Du Bois Reymond) в 1849 году , который показал, что мозг, так же как нерв и мышца , обладает электрогенными свойствами.

24 августа 1875 года английский врач Ричард Катон ( англ. R. Caton) ( 1842 — 1926 ) 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 Эдриан ( англ. E.D. Adrian) и Мэттьюс ( англ. B.H.C. Metthews) 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 подключен к усилителю. Для записи ЭЭГ может использоваться бумажная лента (это устаревший вариант, широко применяемый во времена СССР и РФ вплоть до конца 2000-х годов) или сигнал может преобразовываться с помощью АЦП и записываться в файл на компьютере (современный вариант). Наиболее распространена запись с частотой дискретизации 250 Гц . 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 записи .

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: (РЭГ-артефакт), электрокардиограмма (ЭКГ-артефакт), электромиограмма (ЭМГ-артефакт) и другие .

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.
• Зенков Л. Р. Клиническая электроэнцефалография (с элементами эпилептологии) / Зенков Л. Р. . — 3-е изд.. — Москва : Изд-во МЕДпресс-информ, 2004 . — 368 с. — 3000 экз. — ISBN 5-901712-21-8 .
• 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