ЭЭГ (Электроэнцефалограмма) – расшифровка

Головные боли

Электроэнцефалограмма мозга – определение и суть метода

представляет собой запись электрической активности нейронов различных структур головного мозга, которая делается на специальной бумаге при помощи электродов. Электроды накладываются на различные части головы, и регистрируют активность той или иной части мозга. Можно сказать, что электроэнцефалограмма является записью функциональной активности головного мозга человека любого возраста.

Функциональная активность мозга человека зависит от деятельности срединных структур – ретикулярной формации и переднего мозга, которые предопределяют ритмичность, общую структуру и динамику электроэнцефалограммы. Большое количество связей ретикулярной формации и переднего мозга с другими структурами и корой определяют симметричность ЭЭГ, и ее относительную “одинаковость” для всего головного мозга.

https://www.youtube.com/watch?v=ytpressru

ЭЭГ снимается для того, чтобы определить активность работы головного мозга при различных поражениях центральной нервной системы, например, при нейроинфекциях (полиомиелит и др.), менингитах, энцефалитах и др. По результатам ЭЭГ можно оценить степень поражения головного мозга вследствие различных причин, и уточнить конкретное место, подвергшееся повреждению.

ЭЭГ снимается согласно стандартному протоколу, который учитывает проведение записей в состоянии бодрствования или сна (грудные дети), с проведением специальных тестов. Рутинными тестами при ЭЭГ являются:1. Фотостимуляция (воздействие вспышками яркого света на закрытые глаза).2. Открывание и закрывание глаз.3. Гипервентиляция (редкое и глубокое дыхание в течение 3 – 5 минут).

ЭЭГ (Электроэнцефалограмма) - расшифровка

Эти тесты проводят всем взрослым и детям при снятии ЭЭГ, независимо от возраста и патологии. Кроме того, при снятии ЭЭГ могут использоваться дополнительные тесты, например:

  • сжатие пальцев в кулак;
  • проба с лишением сна;
  • пребывание в темноте в течение 40 минут;
  • мониторирование всего периода ночного сна;
  • прием лекарственных препаратов;
  • выполнение психологических тестов.

Дополнительные тесты для ЭЭГ определяются врачом–

, который желает оценить определенные функции головного мозга человека.

Энцефалография, несмотря на явные ограничения, продолжает давать нам многое. Во-первых, это единственный одновременно быстрый, дешёвый и неинвазивный, то есть безболезненный и безвредный, метод сканирования мозга человека. В отличие от томографий, он быстрый — значит, подходит для многих когнитивных экспериментов, где важно узнать, в какой момент времени, как и примерно где происходит обработка сигнала в мозге.

Проблема, конечно, в “примерно где”. В отличие от МРТ и несмотря на изощрённую LORETA, сказать точно не получается. Да, гипотезы от ЭЭГ надо дополнительно проверять, но в целом они вполне надёжны в рамках текущей парадигмы. Ещё ЭЭГ оказывается неизменным чемпионом в некоторых клинических областях, например, эпилептологии.

Развившийся в последние десятилетия математический аппарат позволил усовершенствовать обработку и локализацию сигнала, что подстегнуло интерес к этому методу в когнитивной нейронауке. То же можно сказать про обновлённое железо. Да и стоимость энцефалографов вполне приемлема для подавляющего большинства университетов первого и второго мира.

Мир всё чаще смотрит на мозг как на парламент нейронов, где каждая нервная клетка из 80 с чем-то миллиардов имеет значение и, видимо, способна выполнять целостную функцию. Как человек в обществе. Мы имеем десятки тысяч типов клеток, и они все различны. А ЭЭГ замечает лишь малую толику этих разных агентов, упуская немаловажное.

А бытовые нейроизыскания ждут именно ЭЭГ для того, чтобы начаться. Описанная ситуация значит лишь то, что ЭЭГ намного более абстрагированный показатель, чем кажется. Одновременно абстрагированный и рабочий. Никакой драмы здесь нет: это просто стоит учитывать.

Принцип работы

Электроэнцефалограмма – метод диагностики заболеваний головного мозга, который основан на регистрации разницы потенциалов между накладываемыми на голову электродами. На ленте, которая распечатывается при проведении ЭЭГ, видны кривые линии разной частоты и амплитуды, получившие название ритмов ЭЭГ.

Некоторые ритмы считаются нормальными, или физиологическими, а некоторые встречаются только при патологии. Однако у детей и людей преклонного возраста физиологическими могут считаться те ритмы, что являются патологией для людей других возрастных групп.

Так что показывает ЭЭГ головного мозга у взрослого? По сути своей, этот метод обследования дает возможность увидеть, согласованно ли работают разные отделы вместе и синхронизирована ли их нервная активность.

Что показывает ЭЭГ у детей и взрослых

Электроэнцефалограмма отражает функциональное состояние структур головного мозга при различных состояниях человека, например, сон, бодрствование, активная умственная или физическая работа и т.д. Электроэнцефалограмма является абсолютно безопасным методом, простым, безболезненным и не требующим серьезного вмешательства.

ЭЭГ (Электроэнцефалограмма) - расшифровка

На сегодняшний день электроэнцефалограмма широко используется в практике врачей–неврологов, поскольку данный метод позволяет проводить диагностику эпилепсии, сосудистых, воспалительных и дегенеративных поражений головного мозга. Кроме того, ЭЭГ помогает выяснить конкретное положение опухолей, кист и травматических повреждений структур головного мозга.

Электроэнцефалограмма с раздражением пациента светом или звуком позволяет отличить истинные нарушения зрения и слуха от истерических, или их симуляции. ЭЭГ используется в реанимационных палатах для динамического наблюдения за состоянием больных, находящихся в коме. Пропадание признаков электрической активности мозга на ЭЭГ является признаком смерти человека.

У новорожденных и детей раннего возраста при расшифровке ЭЭГ преобладают медленные волны на электроэнцефалограмме (дельта и тета-ритм). Однако уже к году жизни альфа-ритм делается все более активным и к 8-9 годам становится преобладающим. Полностью ЭЭГ картина, характерная для взрослого человека, формируется к 16-18 годам и сохраняется в относительно стабильном виде примерно до 50 лет.

  • Регистрация ЭЭГ во время эпилептического приступа позволяет зафиксировать высокоамплитудную пароксизмальную активность в виде пик-волн и острых волн
  • Вне приступа судорожная готовность мозга может не проявляться, поэтому для провокации эпилептической активности используются различные пробы. Часто свидетельством пароксизмальной активности является наличие высоковольтных тета и дельта-волн
  • Для длительной регистрации энцефалограммы головного мозга можно использовать ЭЭГ мониторинг или видео-ЭЭГ-мониторинг (регистрация электроэнцефалограммы и видеосъемка поведения пациента в течение 3-8 часов, иногда на протяжении суток) с последующей расшифровкой.

Основные ритмы

Метафора про компьютер и кулер теперь раскрыта. Как же учёные связывают феномены на ЭЭГ с психофизиологическими процессами при подобной зыбкости? В основном через корреляции и свидетельства из смежных исследований: экспериментов со вживлёнными микроэлектродами, а также нейропсихологических, анатомических, фармакологических, оптогенетических, фМРТ- или ПЭТ-опытов.

https://www.youtube.com/watch?v=ytdevru

Может сложиться впечатление, что другие методы придают ЭЭГ легитимность. Это не так. Ошибочно рассматривать энцефалограмму как младшую сестру томограммы, свысока: у любого инструмента нейровизуализации есть свои границы, за которыми он работает плохо, а внутри — хорошо. ЭЭГ успешнее всего работает со временем. Кстати, некоторые мозговые патологии, заметные на ЭЭГ, МРТ почти не видит.

Полученное с каждого электрода изображение, которое мы видим на мониторе в реальном времени, напоминает волны. Первое, что обращает на себя внимание, это ритмическая структура волн.

ЭЭГ (Электроэнцефалограмма) - расшифровка

Наличие ритмов говорит о том, что как минимум на уровне некоторых клеток мозга существует синхронная и повторяющаяся активность. Жизнь вся ритмична, потому неудивительно. ЭЭГ принято делить на сверхмедленные, дельта-, тета-, альфа-, мю-, бета- и гамма-ритмы.

Они не регистрируются на обычной ЭЭГ и требуют электрокортикографии. Либо специальных экспериментальных протоколов и очень хороших энцефалографов. Диапазон этих частот 0—0,5 Гц, сами они разделяются на дзета-, тау-, эпсилон-, чьи имена звучат таинственно и незнакомо. Поскольку они сверхмедленны, их соотносят с масштабными и долгоиграющими системными явлениями, а не текущими событиями, как привычные ритмы на ЭЭГ.

Сверхмедленные волны связывают с механизмами адаптации, стрессоустойчивостью, воздействием ксенобиотиков, использованием биологических резервов и даже гипнозом. Так, ещё в 70-е года в АН СССР были исследования об изменении этих волн (тау-ритма, или декасекундных колебаний) при переходе в гипнотический транс и обратно. Можно сказать, что перед нами — нейрокоррелят гипноза.

С тау-ритмами связана ещё одна великолепная гипотеза, предложенная в университете Тюбингена в те же 70-е. Возможно, когда мозг готовится получить какой-то стимул или совершить операцию, требующую активации определённых нейронных сетей, дендриты этих сетей заранее получают возбуждающие импульсы от аксонов, чтобы облегчить последующее действие, требующее их разряда.

Сеть как бы слегка намагничивают, облегчая её включение. Эксперименты группы показали, что распознавание объекта, едва преодолевающего порог чувствительности, усиливалось в отрицательные фазы тау-ритма. Также при регуляции этих ритмов пациентами с помощью нейрообратной связи сокращались некоторые виды эпилептических припадков, что также подтверждает гипотезу.

Какая тут связь с эпилепсией? Эпилепсия — результат одновременного гипервозбуждения очень большого числа нейронов. Если положительная фаза медленной волны “наэлектризовывает” сети, подготавливая их к работе, в отрицательную они наименее активированы. Тренируя мозг регулировать тау-ритм, пациенты сокращали число приступов.

ЭЭГ (Электроэнцефалограмма) - расшифровка

Омега-ритм, ещё один из сверхмедленных, применяют в оценке успеха действия анестетиков. Есть и прямые параллели между сверхмедленными ритмами и мозговым метаболизмом, и взаимосвязи с колебаниями локального кровотока. Но в большинстве нейрокогнитивных экспериментов эти волны не учитываются, и их вряд ли будет возможно обнаружить на бытовых ЭЭГ-приборах.

Диапазон медленноволновых колебаний: 1—3Гц, дельта-ритма: 1—4Гц. Медленные волны возникают в коре головного мозга, тогда как дельта-ритмы возникают и в мозге, и в таламусе. Это было доказано при наблюдении поражённых связей мозг-таламус: медленные волны имели место всё равно.

Считается, что медленные волны присутствуют при всех видах человеческой деятельности, но доминируют в медленноволновом сне и анестезии. По сути дела, на пике медленной волны происходит возбуждение корковых нейронов, то есть увеличение частоты их разрядов; на спаде происходит уменьшение. Гипотезу о том, что медленные волны улучшают сохранение воспоминаний, проверили с помощью tDCS — транскраниальной стимуляции слабым током. Усилив медленные волны во время раннего сна при помощи этих токов, учёные получили ожидаемый результат.

https://www.youtube.com/watch?v=ytcopyrightru

Дельта-ритм, генерируемый мозгом, сейчас активно изучается и, по всей видимости, связан с медленноволновой активностью. Таламический же ритм появляется на стадии глубокого сна. Он генерируется отдельно взятыми клетками, находящимися в таламусе и имеющими проекции на-, то есть связи с клетками коры. Та же самая система из таламической клетки и корковых проекций в другом состоянии генерирует альфа-ритмы и сонные веретёна.

Дельта-ритм возникает, когда система максимально гиперполяризована, то есть заторможена. Также для дельта-волны не нужно соблюдение ряда условий по синхронизации сетей, как в случае с веретёнами и альфа-ритмом. Во время генерации дельта-ритма клетки таламуса меняют сигнальный режим на пачечный или пакетный: когда после накопления возбуждения они разряжаются не одним, а несколькими импульсами подряд. Впрочем, там есть свои нюансы.

Аномалии дельта-ритма хорошо выявляют патологии мозга. Центральный постоянный неритмичный дельта-ритм связывают с локальной мозговой травмой или инсультом. Отдельные нарушения дельты связывают с алкоголизмом, шизофренией, бессонницей и Паркинсоном.

2.3. Тета-ритм

Тета — один из важных, “когнитивных” ритмов. И крайне интересен со всех точек зрения. Это медленноволновый 4—8-герцовый ритм. Среднелобный тета-ритм возникает во время решения задач, но при спокойном бодрствовании он заметен лишь у малого процента людей. Возможно, однако, что из-за глубокого залегания источника, создающего тету, она не всегда регистрируется.

Считается, что тета-ритм связан с ростом метаболической активности в указанных мозговых регионах: среднелобном царстве и передне-поясном государстве (извилине). Помимо среднелобного, существует гиппокампальный, или лимбический, тета-ритм, генерируемый пирамидными клетками гиппокампа. Кроме указанных клеток, лимбический ритм формируют много других генераторов: передне-поясная извилина, медиодорсальное ядро таламуса, сосцевидные тела гипоталамуса, парагиппокампальная кора.

ЭЭГ (Электроэнцефалограмма) - расшифровка

Существует гипотеза, определяющая тета-активность как квант информации в лимбической системе. Дело в том, что даже двух высокочастотных разрядов в тета-ритме достаточно для формирования так называемого LTP, или long term potentiation, или долгосрочной потенциации.

Что такое долгосрочная потенциация? Синапс — связь, скажем, аксона и дендрита, через которую одна нервная клетка стимулирует другую, — живая и гибкая система. Чтобы сигнал прошёл, он должен быть достаточным. Скажем, силы n. Но если этим синапсом часто пользуются, он становится важным и сила для его прохождения может снизиться. Стать n-1.

И наоборот: long term depression, долгосрочная депрессия, это когда синапс некоторое время заброшен. Возбудить его будет сложнее, потребуется уже n 1 энергии. В нервной системе, впрочем, потенциации и депрессии создаёт частотное кодирование: то, с какой частотой приходят импульсы и в каком режиме. Тета — та самая частота, при которой LTP появляется легко.

Среднелобный тета-ритм усиливается при нагрузке на память. Причём существует мнение, что более центрально-расположенный тета-компонент отвечает за запоминание, а лобный — за извлечение из памяти. Тета-ритм, как и сверхмедленные колебания, коррелирует с гипнозом: у сильно гипнабельных людей он выше до и во время транса, чем у слабо гипнабельных. Также он коррелирует с медитацией: в глубоких состояниях дзен-медитации тета-активность замещала альфа-ритмы, с которых начиналась.

Тета-аномалии изучены слабо. Имеются свидетельства о подтипе среднелобного ритма у людей с гиперактивностью и синдромом дефицита внимания, а также сложностями в социальных отношениях. Он демонстрирует неправильную картину: он сильно выражен в лобных областях коры и чрезвычайно слабо синхронизируется в ответ на значимые стимулы. Тета-ритмы, возникающие не в среднелобных областях коры, также полагаются аномальными.

Считается, что альфа-ритм — ритм расслабления. Это отчасти так. Потому что альфа-ритм является ритмом “холостого хода”, когда сенсорная система “простаивает”. Например, мы закрыли глаза — и в зрительной коре генерируется альфа-ритм. Но вот мы открыли глаза и внимательно смотрим либо из тишины услышали звук — альфа-ритмы в соответствующих сенсорных зонах меняются на бета-ритмы. То же самое происходит при переключении от состояния покоя к умственной работе. Альфа-ритмов несколько, и их диапазон составляет от 8 до 13 Гц.

Гипотеза “холостого хода” подтверждалась фМРТ-данными: амплитуда, то есть сила альфа-ритма, коррелирует со снижением мозгового кровотока, а следовательно и метаболизма, в области возникновения. По логике снижение метаболизма можно связать с временным приглушением сенсорной системы. Безусловно, в момент т. н. приглушения в системе могут иметь место отладки, восстановления, консолидации и другие важные процессы.

Право- и левополушарные затылочные альфа-ритмы, связанные со зрительной системой мозга, могут быть как синхронными, так и нет. С возрастом частота затылочных альфа-ритмов изменяется, увеличиваясь до 20 лет и постепенно снижаясь после. У некоторых людей есть теменной альфа-ритм, независимый от затылочного, но о его функции можно мало что сказать.

Где и как её сделать?

Электроэнцефалограмму взрослому можно снять в неврологических клиниках, в отделениях городских и районных больниц или при психиатрическом диспансере. Как правило, в поликлиниках электроэнцефалограмму не снимают, однако есть и исключениях из правил. Лучше обратиться в психиатрическую больницу или отделение неврологии, где работают специалисты, обладающие нужной квалификацией.

Электроэнцефалограмму детям до 14-летнего возраста снимают только в специализированных детских больницах, где работают педиатры. То есть необходимо подойти в детскую больницу, найти отделение неврологии и спросить, когда проводится снятие ЭЭГ. Психиатрические диспансеры, как правило, не снимают ЭЭГ маленьким детям.

Кроме того, частные медицинские центры, специализирующиеся на диагностике и лечении неврологической патологии, также предоставляют услугу по снятию ЭЭГ, как детям, так и взрослым. Можно обратиться с многопрофильную частную клинику, где есть специалисты–неврологи, которые снимут ЭЭГ и расшифруют запись.

Электроэнцефалограмму необходимо снимать только после полноценного ночного отдыха, при отсутствии стрессовых ситуаций и психомоторного возбуждения. За двое суток до снятия ЭЭГ необходимо исключить алкогольные напитки, снотворные, успокоительные средства и противосудорожные препараты, транквилизаторы и кофеин.

Мы уже разобрали, как необходимо подготовиться к проведению анализа, какие состояния являются показанием к ее проведению. Кроме того, выяснили, каким образом расшифровывается ЭЭГ, и какие ритмы присущи человеку при различной мозговой активности. Теперь стоит рассказать о том, где можно сделать ЭЭГ.

ЭЭГ доступна в ряде лабораторий и частных клиник России, а также в некоторых государственных психоневрологических диспансерах.

Среди лабораторий ЭЭГ-диагностика представлена в “Инвитро”, “ЭЭГ Лаб” – нейрофизиологическая лаборатория в Москве.

Среди частных клиник возможность сделать ЭЭГ есть в медицинском центре “Она”, семейной клинике “Доктор Анна”, “Кардио-неврологическом центре”.

https://www.youtube.com/watch?v=upload

Можно сделать вывод, что хотя электроэнцефалограмма и не является наиболее современным и чувствительным методом диагностики заболеваний головного мозга, ее абсолютная безопасность и доступность обеспечивают ее широкое применение в медицинской практике. А использование ЭЭГ при диагностике заболеваний, сопровождающихся судорожными припадками, и вовсе вытесняет по эффективности все остальные методы обследования!

Показания

Какие состояния можно определить при помощи данного метода обследования? Что показывает ЭЭГ головного мозга у взрослого?

  • Уровень зрелости головного мозга у детей.
  • Нарушения сна, такие как бессонница, инверсия сна и бодрствования.
  • Объемные образования головного мозга.
  • Черепно-мозговые травмы.
  • Эпилептическая активность.
  • Инфекционные заболевания головного мозга (энцефалит, энцефаломиелит).
  • Отравления ядами, которые токсичны для нервной системы.
  • Нарушение сознания: сопор, кома.
  • Констатация смерти головного мозга.
  • Неврозы.
  • Устанавливает необходимость коррекции дозы при лечении эпилепсии.

Для диагностики болезней, при которых изменения мозга непостоянны, например, для эпилепсии, важным является запись ЭЭГ именно во время приступа. Так как в межприступный период ритмы ЭЭГ человека в 40-50 % абсолютно нормальные, что может сбить при постановке диагноза.

Электроэнцефалограмма: цена процедуры

ЭЭГ (Электроэнцефалограмма) - расшифровка

Снятие электроэнцефалограммы у детей часто вызывает вопросы у родителей, которые желают знать, что ждет малыша и как проходит процедура. Ребенка оставляют в темной, звуко- и светоизолированной комнате, где его укладывают на кушетку. Дети до 1 года на протяжении записи ЭЭГ находятся на руках матери. Вся процедура занимает около 20 минут.

Для регистрации ЭЭГ на голову малыша надевают шапочку, под которую врач помещает электроды. Кожа под электродами мочится водой или гелем. На уши накладываются два неактивных электрода. Затем зажимами–крокодильчиками электроды соединяются с проводами, подведенными к прибору – энцефалографу. Поскольку электрические токи очень малы, то всегда необходим усилитель, иначе активность мозга будет просто невозможно зарегистрировать. Именно небольшая сила токов и является залогом абсолютной безопасности и безвредности ЭЭГ даже для младенцев.

Чтобы начать исследование, следует положить голову ребенка ровно. Нельзя допускать наклона кпереди, поскольку это может вызвать появление артефактов, которые будут истолкованы неправильно. ЭЭГ младенцам снимают во время сна, который наступает после кормления. Перед снятием ЭЭГ вымойте голову ребенка.

Не кормите младенца перед выходом из дома, это делается непосредственно перед исследованием, чтобы малыш поел и уснул – ведь именно в это время снимается ЭЭГ. Для этого приготовьте смесь или сцедите грудное молоко в бутылочку, которую используйте в больнице. До 3 лет ЭЭГ снимают только в состоянии сна.

Обычно ЭЭГ записывается в виде фоновой кривой, а также проводятся пробы с открыванием и закрыванием глаз, гипервентиляцию (редкое и глубокое дыхание), фотостимуляцию. Эти пробы являются частью протокола ЭЭГ, и проводятся абсолютно всем – и взрослым, и детям. Иногда просят сжать пальцы в кулак, послушать различные звуки и т.д.

Открывание глаз позволяет оценить активность процессов торможения, а закрывание – возбуждения. Гипервентиляция может проводиться у детей после 3 лет в виде игры – например, предложить ребенку надуть воздушный шарик. Такие редкие и глубокие вдохи и выдохи продолжаются 2–3 минуты. Данный тест позволяет диагностировать скрытую эпилепсию, воспаление структур и оболочек мозга, опухоли, нарушение функций, переутомление и стресс.

На сегодняшний день стоимость снятия электроэнцефалограммы в государственных лечебно-профилактических учреждениях составляет от 400 до 1500 рублей. В частных медицинских клиниках стоимость электроэнцефалограммы может быть выше, что определяется ценовой политикой учреждения, квалификацией специалиста и другими факторами.

Подготовка к анализу и алгоритм проведения

Электроэнцефалограф бытовой и особенно лабораторный должен иметь чувствительные электроды, о чём было сказано в начале этой статьи. Два дополнительных требования: металл должен быть одинаков, поскольку разные металлы производят разные собственные токи, и импеданс, или сопротивление, должен быть максимально низким.

Располагают электроды на специальных шапочках или иных удобных креплениях, соответствующих системе расположения 10-20. 10-20 — международно утверждённый стандарт, означающий следующее: если разделить голову условно накрест, с линиями от переносицы до затылка и от уха к уху, то расстояние между электродами на этих линиях составляет 10 или 20% от общей длины линии.

ЭЭГ (Электроэнцефалограмма) - расшифровка

Довольно удобно. Сейчас количество электродов может доходить до сотни.Далее, дифференциальный усилитель. Как справиться с тем, что помимо токов мозга есть ещё токи кожи головы и каждого электрода? Дифференциальный усилитель делает такой трюк: показания с двух электродов, один из которых референтный, сравниваются между собой и регистрируется только разница.

Какой электрод использовать в качестве референтного? Что ж, ответ снова будет несколько составным.

Во-первых, существует понятие монтажа. Во-вторых, таких монтажей несколько. Монтаж — это выбор, какой из электродов будет референтом или кого с кем дифференциально усиливать. Стандартный референтный монтаж — это когда каждый электрод сравнивается с референтном, например, на мочке уха, на носу или где-то на условно нейтральном месте.

Проблема референтного монтажа в том, что место, куда прикреплён референт, электрически не нейтральное. Альтернативный монтаж — биполярный. Здесь референта как такового нет, каждый электрод сравнивается с соседом. Увы, биполярный монтаж тоже не идеален. Во-первых, он смазывает низкоамплитудную активность, а значит, ни для диагностики смерти мозга, ни для низковолновых исследований он не годится.

Во-вторых, он пропускает так называемые “базальные события”, то есть такие, которые произошли на глубине мозга и отразились на большой площади поверхности головы. Ведь одинаковые токи он срезает, а электроды сравниваются рядом стоящие. Есть ещё локальный средний монтаж, где референтами служат несколько ближайших к электроду соседних, и несколько математических моделей, например для общего среднего монтажа, идеально работавших бы, если бы головы имели идеальную форму. Шара, то есть. Каждый монтаж даёт немного разный рисунок энцефалограммы, что в целом задачу не облегчает.

ЭЭГ (Электроэнцефалограмма) - расшифровка

Артефакты/шумы и фильтры

Поговорим о шумах. Артефакты или шумы — зло на энцефалограмме, которого быть не должно, но мир несовершенен. Самый распространённый — от движений глаз. Бывает ещё, что простреливает кардиограмма, например, у человека с большим сердцем и… маленькой шеей. Кардиобаллистический: от движения электрода, расположенного близко к сосуду.

Ещё один интересный фильтр использует запись окулограммы и “вычитает” её из ЭЭГ.

Анализ данных

Эта часть лишь опишет некоторые методы анализа, минуя их аппарат. В каждом из этих подходов используется дикий матан — результат трудов многих математиков, физиков и инженеров. Для желающих понять, как на самом деле работают эти вычисления и как надо обрабатывать сигналы, книга “Analyzing Neural Time Series Data: Theory and Practice” Майка Коэна будет важной и интересной.

Перед тем, как идти дальше, стоит упомянуть частоту дискретизации. В сущности, это всего лишь интервал, с которым мы записываем наши данные. Поскольку носитель всегда цифровой, данные с сигнала записываются дискретно: каждые n моментов времени, выражаемом в тех же герцах. В случае с ЭЭГ это миллисекундные интервалы, и чем они меньше, тем точнее.

Первым делом остановимся на спектральном анализе. В энцефалограмме присутствует не одна, а несколько частот сразу. Спектр мощности частот отражает энергию — или мощность — каждой из этих частот. Чем выше частота дискретизации, взятая для данного анализа, тем лучше, но не переборщите: слишком высокая частота даст слишком заковыристый нестабильный спектр со множеством пиков. Нужно будет подбирать оптимальные параметры.

ЭЭГ (Электроэнцефалограмма) - расшифровка

Что же показывает спектр? Спектр показывает, какая частота (вспомним ритмы) самая мощная на данном электроде в данный отрезок времени. Бывает ещё усреднённый спектр: какая частота самая-самая мощная в среднем по всем электродам в данный отрезок времени. Кстати, небольшие отрезки времени — в несколько сот миллисекунд — называют эпохами.

Что такое самая мощная частота/ритм? Это такая, которую генерирует наибольшее число тех пирамидных нейронов в данный период времени. Тех пирамидных нейронов, о которых шла речь в разделе 1. А поскольку на ЭЭГ нередко присутствуют несколько независимых частот, спектральный анализ может показать два пика.

Спектры мощности можно затем представить в виде топограммы, то есть 2d графика. Вариантов применения спектрального анализа множество. Например, как изменилась мощность бета-ритма до и после пятерной инъекции барбитурата.

Далее, когерентность. Это довольно простая вещь: раз в нашем мозге много парных структур, почему бы им — в правом и левом полушариях — не производить синхронные по фазе ритмы. Когерентность — это всего лишь степень синхронности. Однако стоит иметь в виду, что норма по отклонениям для разных ритмов очень различна, а с индивидуальными особенностями людей может доходить до 50%.

Тем не менее показатель важный и много говорящий. Так, при каллозотомии когерентность значительно снижатеся, чем до неё, что само по себе немудрено, но говорит о важности периодически смотреть на этот показатель. В ряде когнитивных исследований обращают внимание и на вызванную десинхронизацию, то есть рассогласование ритма.

Следующий тип анализа: ICA, анализ независимых компонент, и PCA, анализ главных. Для понимания этого анализа необходимо вспомнить, что в мозге одновременно разными генераторами, расположенными в разных местах, генерируются разные ритмы. В тех областях поверхности головы, где эти ритмы накладываются друг на друга, электрод регистрирует их сумму. Чтобы найти эти генераторы, опуская дикий матан, существуют эти два анализа.

Последнее, но не самое последнее. Учёные захотели пойти дальше и попробовать определить местонахождение диполей, то есть генераторов ЭЭГ-сигналов. Эту задачу назвали обратной, а прямая — наоборот, определить распределение ЭЭГ-сигналов, если знаешь месторасположение диполя, его ориентацию и точную проводимость мозговых оболочек.

ЭЭГ (Электроэнцефалограмма) - расшифровка

Это приближает нас к последнему описываемому здесь анализу: LORETA или sLORETA, отличным, скажем, тем, что второй — улучшенная версия первого. LORETA — дерзкая идея томографии низкого разрешения, что и означает аббревиатура. Вообще, она базируется на допущении, что соседние области мозга производят похожие электрические потенциалы.

https://www.youtube.com/watch?v=ytpolicyandsafetyru

Кора мозга здесь моделируется как плотная сетка вокселей (трёхмерных пикселей), каждому из которых присваивается определённый заряд. В силу крайней сложности такой задачи с таким инструментом LORETA остаётся приблизительным, вероятностным и базирующимся на допущениях анализом, однако её данные подтверждает практика. В частности, другие нейрофизиологические методы.

Это был четвёртый круг. Дальше, как правило, легче.

Во время снятия ЭЭГ человек должен быть спокоен и расслаблен.

Снятие ритмов электроэнцефалограммы проводят в сидячем или лежачем положении, с закрытыми глазами. Сам аппарат представляет собой шапочку с электродами на ней, которые смазывают контактным средством и подключают к регистрирующей части аппарата.

При этом параллельно проводится регистрация импульсов, улавливаемых электродами, и видеозапись пациента. Таким образом можно сопоставить судорожный приступ и изменение ритмов ЭЭГ. С помощью видеомониторинга становится возможным дифференцировать настоящий судорожный припадок от симуляции. Так, если на видео видно изменение поведения пациента, однако на ЭЭГ наблюдается та же активность, что и прежде, это значит, что человек симулирует. Но возможны также варианты, когда припадки не связаны с изменением мозговой активности, например, при истерических неврозах.

Ритмы электроэнцефалограммы

Тета-ритм имеет частоту 4 – 7 Гц и амплитуду 25 – 35 мкВ, отражает состояние естественного сна. Данный ритм является нормальной составляющей ЭЭГ взрослого человека. А у детей превалирует именно этот тип ритма на ЭЭГ.

Дельта-ритм имеет частоту 0,5 – 3 Гц, он отражает состояние естественного сна. Может регистрироваться и в состоянии бодрствования в ограниченном количестве, максимум 15% от всех ритмов ЭЭГ. Амплитуда дельта-ритма в норме низкая – до 40 мкВ. Если же наблюдается превышение амплитуды выше 40 мкВ, и этот ритм регистрируется в течении более 15% времени, то его относят к патологическим.

Такой патологический дельта-ритм говорит о нарушении функций головного мозга, причем он появляется именно над той областью, где и развиваются патологические изменения. Появление дельта-ритма во всех частях головного мозга свидетельствует о развитии поражения структур ЦНС, которое вызвано дисфункцией печени, и пропорционально выраженности нарушения сознания.

  • Альфа-ритм. Его характеристики: частота – 8-12 Гц, длительность волн – 75-125 мсек, амплитуда – 10-150 мкВ.
  • Бета-ритм. Его характеристики: частота – 13-30 Гц, длительность волн – 40-75 мсек, амплитуда – 5-30 мкВ.
  • Тета-ритм. Его характеристики: частота – 4-7 Гц, длительность волн – 130-250 мсек, амплитуда – 10-100 мкВ.
  • Дельта-ритм. Его характеристики: частота – 3-4 Гц, амплитуда – несколько сотен мкВ.
  • Гамма-ритм. Его характеристики: частота – 1-3 Гц.

Характерно наличие неоднородности амплитуды, она то повышается, то снижается. Образуется так называемое “веретено”.

Также с помощью визуализации этого ритма можно определить примерную локализацию травматического очага или опухоли, так как данный ритм появляется на участках, находящихся на границе с повреждением головного мозга.

  • пики – длительностью 10-75 мсек и амплитудой 10-100 мкВ;
  • острые волны – длительностью 75 мсек, амплитудой 20-200 мкВ, имеющие широкое основание и заостренные вершины;
  • спайки – продолжительностью менее 10 мсек.
  1. Альфа-ритм (или альфа-волны) – основной компонент энцефалограммы здорового взрослого человека (регистрируется у 85-90% людей). Такие волны в норме имеют частоту от 8 до 13 герц (колебаний в секунду) и являются преобладающими в состоянии бодрствования (когда пациент спокойно лежит с закрытыми глазами). Максимальная альфа-активность определяется в затылочной и теменной области.
  2. Бета-ритм также, как и альфа-волны относится к нормальным проявлениям функциональной деятельности человека. При этом частота колебаний составляет 14-35 в секунду, и регистрируют их преимущественно над лобными долями головного мозга. Бета ритм ЭЭГ появляется при раздражении органов чувств (прикосновении, световой, звуковой стимуляции), движениях, умственной активности.
  3. Дельта-ритм (частота 0,5-3 Гц) при расшифровке ЭЭГ обнаруживается в норме у ребенка первого года жизни, частично сохраняясь иногда до семилетнего возраста. В дальнейшем дельта-волны фиксируются в основном во время сна.
  4. Тета-ритм энцефалограммы (частота от 4 до 7 колебаний в секунду) в норме встречается у детей от 1 до 6 лет, постепенно замещаясь по мере взросления на альфа-ритм. Отмечается тета-активность и во время сна, в том числе у взрослых.

Характеристики ЭЭГ

А теперь перейдем непосредственно к расшифровке ЭЭГ. Основная характеристика электроэнцефалограммы – это частота. Конечно, человеческий глаз не в состоянии уловить и охарактеризовать абсолютно все частоты, присутствующие на ленте ЭЭГ. Поэтому их классифицировали по основным частотным диапазонам. Каждой из групп соответствует буква греческого алфавита (альфа, бета, тета, дельта и гамма).

ЭЭГ (Электроэнцефалограмма) - расшифровка

На основании диапазона частот, амплитуды, формы волны сформированы ритмы ЭЭГ, которые также обозначаются греческими буквами. Например, альфа-ритм. Каждый ритм соответствует определенной мозговой активности. А состоит ритм из ЭЭГ-волн.

Результаты электроэнцефалограммы

https://www.youtube.com/watch?v=ytadvertiseru

Результат электроэнцефалограммы представляет собой запись на бумаге или в памяти компьютера. На бумаге записываются кривые, которые анализирует врач. Оценивается ритмичность волн на ЭЭГ, частота и амплитуда, выявляются характерные элементы с фиксацией их распределения в пространстве и во времени. Затем все данные суммируются и отражаются в заключении и описании ЭЭГ, которое вклеивается в медицинскую карту. Заключение ЭЭГ основывается на виде кривых, с учетом клинических

, имеющихся у человека.

Такое заключение должно отражать основные характеристики ЭЭГ, и включает в себя три обязательные части:1. Описание активности и типической принадлежности волн ЭЭГ (например: “Над обоими полушариями регистрируется альфа-ритм. Средняя амплитуда – 57 мкВ слева и 59 мкВ справа. Доминирующая частота – 8,7 Гц.

Альфа-ритм доминирует в затылочных отведениях”).2. Заключение согласно описанию ЭЭГ и его интерпретация (например: “Признаки ирритации коры и срединных структур мозга. Асимметрии между полушариями мозга и пароксизмальной активности не выявлено”).3. Определение соответствия клинических симптомов с результатами ЭЭГ (например: “Зафиксированы объективные изменения функциональной активности мозга, соответствующие проявлениям эпилепсии”).

Расшифровка ЭЭГ при других неврологических расстройствах

ЭЭГ (Электроэнцефалограмма) - расшифровка

Расшифровка электроэнцефалограммы представляет собой процесс ее интерпретации с учетом клинических симптомов, имеющихся у пациента. В процессе расшифровки обязательно учитывают базальный ритм, уровень симметричности в электрической активности нейронов головного мозга левого и правого полушарий, активность спайки, изменения ЭЭГ на фоне функциональных тестов (открытие – закрытие глаз, гипервентиляция, фотостимуляция). Итоговый диагноз выставляется только с учетом наличия определенных клинических признаков, беспокоящих пациента.

Расшифровка электроэнцефалограммы предполагает интерпретацию заключения. Рассмотрим основные понятия, которые отражает в заключении врач, и их клиническое значение (то есть о чем могут говорить те или иные параметры).

Альфа – ритм

В норме его частота составляет 8 – 13 Гц, амплитуда колеблется в пределах до 100 мкВ. Именно такой ритм должен превалировать над обоими полушариями у взрослых здоровых людей. Патологиями альфа-ритма являются следующие признаки:

  • постоянная регистрация альфа-ритма в лобных частях мозга;
  • межполушарная асимметрия выше 30%;
  • нарушение синусоидальности волн;
  • пароксизмальный или аркообразный ритм;
  • нестабильная частота;
  • амплитуда менее 20 мкВ или более 90 мкВ;
  • индекс ритма менее 50%.

Выраженная межполушарная асимметрия может свидетельствовать о наличии опухоли мозга, кисты,

или рубца на месте старого кровоизлияния.

Высокая частота и нестабильность альфа-ритма говорят о травматическом повреждении головного мозга, например, после сотрясения или черепно-мозговой травмы.

Дезорганизация альфа-ритма или его полное отсутствие говорит о приобретенном слабоумии.

О задержке психо-моторного развития у детей говорят:

  • дезорганизация альфа-ритма;
  • повышенная синхронность и амплитуда;
  • перемещение фокуса активности из области затылка и темя;
  • слабая короткая реакция активации;
  • чрезмерный ответ на гипервентиляцию.

Уменьшение амплитуды альфа-ритма, перемещение фокуса активности из области затылка и темя, слабая реакция активации говорят о наличии психопатологии.

Возбудимая психопатия проявляется замедлением частоты альфа-ритма на фоне нормальной синхронности.

Тормозная психопатия проявляется десинхронизацией ЭЭГ, низкой частотой и индексом альфа-ритма.

Усиленная синхронность альфа-ритма во всех частях мозга, короткая реакция активации – первый тип неврозов.

https://www.youtube.com/watch?v=ytcreatorsru

Слабая выраженность альфа-ритма, слабые реакции активации, пароксизмальная активность – третий тип неврозов.

Бета-ритм

В норме наиболее выражен в лобных долях мозга, имеет симметричную амплитуду (3 – 5 мкВ) в обоих полушариях. Патология бета-ритма – это следующие признаки:

  • пароксизмальные разряды;
  • низкая частота, распространенная по конвекситальной поверхности мозга;
  • асимметрия между полушариями по амплитуде (выше 50 %);
  • синусоидальный вид бета-ритма;
  • амплитуда более 7 мкВ.

Наличие диффузных бета-волн с амплитудой не выше 50-60 мкВ говорит о

Короткие веретёна в бета-ритме указывают на энцефалит. Чем тяжелее воспаление мозга – тем больше периодичность, длительность и амплитуда таких веретен. Наблюдаются у трети пациентов с герпесным энцефалитом.

Бета-волны частотой 16 – 18 Гц и высокой амплитудой (30 – 40 мкВ) в передних и центральных отделах мозга – признаки задержки психомоторного развития ребенка.

Десинхронизация ЭЭГ, при которой во всех частях мозга преобладает бета-ритм – второй тип неврозов.

ЭЭГ (Электроэнцефалограмма) - расшифровка

В норме эти медленные волны могут фиксироваться на электроэнцефалограмме только спящего человека. В состоянии бодрствования такие медленные волны появляются на ЭЭГ только при наличии дистрофических процессов в тканях головного мозга, которые сочетаются со сдавлением, высоким

и заторможенностью. Пароксизмальные тета- и дельта-волны у человека в состоянии бодрствования выявляются при поражении глубоких частей мозга.

У детей и молодых людей до 21-летнего возраста на электроэнцефалограмме могут выявляться диффузные тета- и дельта-ритмы, пароксизмальные разряды и эпилептоидная активность, которые являются вариантом нормы, и не свидетельствуют о патологических изменениях в структурах мозга.

https://www.youtube.com/watch?v=https:accounts.google.comServiceLogin

О чем говорят нарушения тета- и дельта-ритма на ЭЭГ?Дельта-волны с высокой амплитудой свидетельствуют о наличии опухоли.

Синхронный тета-ритм, дельта-волны во всех частях мозга, вспышки билатерально-синхронных тета-волн с высокой амплитудой, пароксизмы в центральных частях мозга – говорят о приобретенном слабоумии.

Преобладание тета- и дельта-волн на ЭЭГ с максимальной активностью в области затылка, вспышки билатерально-синхронных волн, количество которых увеличивается при гипервентиляции – свидетельствует о задержке психомоторного развития ребенка.

Высокий индекс тета-активности в центральных частях мозга, билатерально-синхронная тета-активность с частотой от 5 до 7 Гц, локализованная в лобных или височных отделах мозга – говорят о психопатии.

Тета-ритмы в передних отделах мозга в качестве основных – возбудимый тип психопатии.

Пароксизмы тета– и дельта-волн – третий тип неврозов.

Появление ритмов с высокой частотой (например, бета-1, бета-2 и гамма) свидетельствует о раздражении (ирритации) структур мозга. Это может быть связано с различными нарушениями мозгового кровообращения, внутричерепным давлением, мигренями и т.д.

Данный параметр в заключении по ЭЭГ является комплексной описательной характеристикой, касающейся ритмов головного мозга. В норме биоэлектрическая активность мозга должна быть ритмичной, синхронной, без очагов пароксизмов и т.д. В заключении ЭЭГ врач обычно пишет, какие именно нарушения биоэлектрической активности мозга были выявлены (например, десинхронизирована и т.д.).

О чем говорят различные нарушения биоэлектрической активности мозга?Относительно ритмичная биоэлектрическая активность с очагами пароксизмальной активности в любой области мозга свидетельствует о наличии некоторого участка в его ткани, где процессы возбуждения превышают торможение. Данный тип ЭЭГ может свидетельствовать о наличии мигреней и головных болей.

Диффузные изменения в биоэлектрической активности мозга могут быть вариантом нормы, если не выявлено никаких других нарушений. Таким образом, если в заключении написано только о диффузных или умеренных изменениях биоэлектрической активности мозга, без пароксизмов, очагов патологической активности, или без снижения порога судорожной активности, то это является вариантом нормы.

В этом случае врач-невролог назначит симптоматическое лечение и поставит пациента под наблюдение. Однако в сочетании с пароксизмами или очагами патологической активности говорят о наличии эпилепсии или склонности к судорогам. Сниженная биоэлектрическая активность мозга может выявляться при депрессии.

Другие показатели

ЭЭГ (Электроэнцефалограмма) - расшифровка

– это неярко выраженное нарушение активности нейронов мозга, которое часто встречается у здоровых людей, и свидетельствует о функциональных сдвигах после стресса и т.д. Данное состояние требует только симптоматического курса терапии.

Межполушарная асимметрия может быть функциональным нарушением, то есть не свидетельствовать о патологии. В этом случае необходимо пройти обследование у невролога и курс симптоматической терапии.

Диффузная дезорганизация альфа-ритма, активация диэнцефально-стволовых структур мозга на фоне тестов (гипервентиляция, закрытие-открытие глаз, фотостимуляция) является нормой, при отсутствии жалоб у пациента.

Очаг патологической активности свидетельствует о повышенной возбудимости указанного участка, что свидетельствует о склонности к судорогам или наличии эпилепсии.

Ирритация различных структур мозга (коры, средних отделов и т.д.) чаще всего связана с нарушением мозгового кровообращения вследствие различных причин (например, атеросклероза, травмы, повышенного внутричерепного давления и др.).

Пароксизмы говорят об усилении возбуждения и уменьшении торможения, что часто сопровождается мигренями и просто головными болями. Кроме того, возможна склонность к развитию эпилепсии или наличие данной патологии, если у человека имелись приступы в прошлом.

Снижение порога судорожной активности говорит о предрасположенности к судорогам.

О наличии повышенной возбудимости и склонности к судорогам говорят следующие признаки:

  • изменение электрических потенциалов мозга по резидуально-ирритативному типу;
  • усиленная синхронизация;
  • патологическая активность срединных структур мозга;
  • пароксизмальная активность.

Вообще резидуальные изменения структур головного мозга являются последствиями повреждений различного характера, например, после травмы,

, перенесенной вирусной или бактериальной

. Резидуальные изменения имеются во всех тканях мозга, поэтому являются диффузными. Такие изменения нарушают нормальное прохождение нервных импульсов.

Ирритация коры мозга по конвексиальной поверхности мозга, усиление активности срединных структур в покое и при тестах может наблюдаться после перенесенных черепно-мозговых травм, при преобладании возбуждения над торможением, а также при органической патологии тканей мозга (например, опухоли, кисты, рубцы и т.д.).

Эпилептиформная активность свидетельствует о развитии эпилепсии и повышенной склонности к судорогам.

ЭЭГ (Электроэнцефалограмма) - расшифровка

Повышенный тонус синхронизирующих структур и умеренная дизритмия не являются выраженными нарушениями и патологией головного мозга. В этом случае прибегают к симптоматическому лечению.

Признаки нейрофизиологической незрелости могут говорить о задержке психомоторного развития ребенка.

Выраженные изменения по резидуально-органическому типу с усилением дезорганизации на фоне тестов, пароксизмы во всех частях мозга – данные признаки обычно сопровождают сильные головные боли, повышенное внутричерепное давление, синдром дефицита внимания и гиперактивности у детей.

Нарушение волновой активности головного мозга (появление бета-активности во всех частях мозга, дисфункция срединных структур, тета-волны) встречается после травматических повреждений, и может проявляться головокружениями, потерей сознания и т.д.

Органические изменения структур мозга у детей являются следствием инфекционных заболеваний, таких как цитомегаловирус или токсоплазмоз, или же гипоксических нарушений, возникших в период родов. Необходимо комплексное обследование и лечение.

Бета-ритм

  • Наиболее частым признаком органических заболеваний головного мозга – опухолей, черепно-мозговых травм, сосудистых нарушений, является наличие межполушарной ассиметрии, замедление частоты ритма электроэнцефалограммы, а также появление признаков пароксизмальной активности в отдельных участках мозга
  • Для диагностики нарушений сна и связанных с этим проблем (храп, бессонница, синдром обструктивного апноэ сна) зачастую необходимо проведение полисомнографии (изучается ЭЭГ, ЭКГ, нервно-мышечная проводимость, насыщение крови кислородом, тяжесть храпа, дыхание, движения ног, рук, глаз…)
  • Достаточно широко используется анализ энцефалограммы в динамике при последствиях родовых травм у ребенка, при задержке психического, моторного и речевого развития у детей. При этом расшифровка основывается на изучении различных косвенных признаков (замедление формирования альфа-ритма с низкой амплитудой и дезорганизацией, преобладание медленных волн в состоянии бодрствования в возрасте 5-7 лет и старше, смещение фокуса активности в передние отделы головного мозга и др.).

Бета-ритм

7. Очерки о бытовом энцефалографе

В задачи очерка не входит история, потому не станем останавливаться на том, когда и кем была записана первая энцефалограмма. Она была записана в 1928-м Гансом Бергером. Современная ЭЭГ представляет из себя запись электрической активности с поверхности головы от нескольких десятков электродов — похожую на картинку с сейсмографа.

Первые показатели, с которыми сталкивается исследователь, — это амплитуда, то есть сила сигнала, показанная как высота волны, и частота — то, как часто эти волны повторяются в единицу времени. Амплитуду меряют в микровольтах, в среднем она колеблется от нуля до двухсот. Это слабый, трудно регистрируемый ток, требующий очень хорошего соединения с головой.

Для достижения большей чувствительности изредка применяют электрокортикографию — когда электроды слегка вживляются в скальп. Этот не слишком гуманный метод требует предельных обоснований и веских причин, ЭЭГ же относится к т. н. неинвазивным, то есть не проникающим в голову инструментам. Из разновидностей неинвазивных электродов можно выделить “жидкие”, “активные” и “сухие”.

ЭЭГ (Электроэнцефалограмма) - расшифровка

Сухие, соответственно, не требуют. Стоит ли говорить, какой тип электродов является золотым стандартом в когнитивной нейронауке?

Вопрос, какие электроды лучше, всё же довольно сложен. В нейрооргáне я использовал сухие активные от OpenEEG, но шумели они, как бур на Кольской сверхглубокой. Почему нельзя выяснить, какой тип электродов работает лучше? Потому что академии ещё не договорились о стандартах их контрастного анализа, а также из-за противоречивости ЭЭГ, о которой пойдёт речь далее.

Помимо того, электроды делятся на активные и пассивные. Активные снабжены некоторыми электросхемами на поверхности, позволяющими усиливать сигнал. Почему же не использовать только активные электроды? Потому что активные электроды очень чувствительны и к помехам, отчего падает статистическая мощность исследования с их участием.

Тогда можно ли их вообще применять? Да, но с большим числом экспериментальных проб. То есть эксперименты будут длиннее. Зато не нужно возиться с подготовкой головы, гелями и душем впоследствии. Логично ли использовать активные сухие электроды для бытового энцефалографа? Зависит от поставленных вами целей, но поскольку такой ответ ничего не объясняет, скажу, что да.

Поговорим про генерацию сигнала ЭЭГ. Это одна из самых важных вещей, которые необходимо понять. Если сама энцефалограмма — это электрическое поле на поверхности головы, которое мы считываем, то что именно в мозге его создаёт? Возможно, вы удивитесь, но ответ окажется несколько длинным.

Вспомним азы нейроанатомии. В мозге есть белое и серое вещества: серое — это тела нервных клеток, нейронов. Белое — это миелин, защитное покрытие, которое создают глиальные клетки, до недавнего времени считавшиеся служебными и помогающими нейронам с метаболизмом. Теперь у глиальных клеток находят много других ролей — и это перспективная, отдельная область исследований.

У одного нейрона, как правило, один аксон, но может быть и несколько. Аксон может разветвляться, но не сильно. Проводящие пути состоят из десятков тысяч аксонов, идущих от одних нейронов к другим. Можно сказать, мозг ими пронизан. Надо ли запоминать эти подробности детально? Необязательно. Хотя для ответа на вопрос, откуда берётся сигнал с ЭЭГ, они пригодятся.

Итак, аксон передаёт сигнал от нейрона к нейрону, а принимает — дендрит. Дендрит — очень интересная структура, названная так из-за своей древовидности. Это отходящая от тела нейрона разветвлённая сеть, к которой присоединены десятки тысяч аксонов. Такое соединение называется синапс. Некоторые синапсы могут возбуждать нервную клетку, иные — затормаживать.

ЭЭГ (Электроэнцефалограмма) - расшифровка

Модель, конечно, упрощена. Во-первых, аксоны выходят не только на дендриты: есть аксо-аксональные и аксо-соматические соединения. Первые соединяются с другими аксонами, другие подходят непосредственно к телу нейрона. Такая логика имеет смысл: допустим, сигнал от Х экстремально важен — тогда аксон коммутирует непосредственно на клетку и получает прямой доступ к ней, минуя “голосование” на дендритах.

То есть нейроны в мозге посылают друг другу сигнал через аксоны. Большинство аксонов приходят на дендриты, где потенциалы суммируются. Разряд нейрона после достаточной активации — это потенциал действия. Есть тормозящие и есть возбуждающие нейроны: первые тормозят активацию тех, к кому они присоединены, другие, наоборот, усиливают.

Картина, нарисованная здесь, очень приблизительная, но её уже достаточно для ответа. В мозге существует множество видов нервных клеток, различающихся по функциям, размеру и форме, числу аксонов и дендритов: звездчатые, пирамидные, интернейроны и прочие. Во-первых, считается, что сигнал, который мы видим, производят пирамидные нейроны.

То есть пирамидные нейроны производят сигнал для ЭЭГ?

Практически. Когда сигнал с аксона приходит на дендрит, тот, условно говоря, становится заряжен положительно (вернее, менее отрицательно, чем было). Вокруг него формируется положительно заряженное электрическое поле. Тело нейрона, находящееся в относительном отдалении, всё ещё остаётся отрицательно заряженным.

Это создаёт так называемый диполь: положительный заряд на одном конце и отрицательный на другом. Когда миллиарды этих диполей возникают синхронно, сила их становится достаточной, чтобы быть уловленной электродами. Во-вторых, сигнал, который мы видим на ЭЭГ, производят не все пирамидные клетки — и большинство из тех, что производят, расположены перпендикулярно поверхности головы. Почему так? Потому что электрические поля довольно слабы и в такой конфигурации они лучше регистрируются.

То есть ЭЭГ ловит слабые флуктуаций лишь некоторых, а именно перпендикулярных черепу пирамидных нейронов, чьи дендриты находятся в близких к поверхности головы мозговых слоях, и весь прочий цирк никак не учитывает? Да. Более того, работа “всей прочей” конницы чаще всего всплывает в виде разнообразных и нежелательных, требующих фильтрации шумов. Тогда есть ли от этого всего прок? Тоже да.

ЭЭГ (Электроэнцефалограмма) - расшифровка

Можно ли сказать, что картину ЭЭГ рисуют сигналы некоторых перпендикулярных поверхности головы пирамидных нейронов?

Увы, сказать это с точностью нельзя. Есть пара нюансов:

  1. Помимо аксо-дендритных, существуют аксо-соматические соединения, которые переворачивают диполь. А это значит, что мы не можем точно сказать, что отражает электрическое поле конкретного дендрита: сам сигнал (деполяризацию) или фазу молчания (реполяризацию).
  2. Во-вторых, пока поле дойдёт до головы, пройдёт некоторое время. Пусть и очень короткое.
  3. В-третьих, исследования отношений нейронного импульса и энцефалограммы продолжаются.

Короче, Склифосовский, в тот миг, когда амплитуда на ЭЭГ идёт вверх, значит ли это, что какие-то из тех пирамидных нейронов синхронно сигналили или, наоборот, в это мгновение они синхронно молчали? Можно ли сказать, глядя на ЭЭГ: ага, вот там и тогда они были активны?

Что же порождает энцефалограмму?

Энцефалограмму порождают электрические поля на дендритах некоторых пирамидных нейронов, перпендикулярно расположенных к поверхности головы.Чем сильнее амплитуда (выше волна), тем больше нейронов разряжаются одновременно.

А чем сильнее частота — тем чаще.

Один друг изучал робототехнику в Шотландии, и его дипломной работой была сборка домашней ЭЭГ-машины. Машина формально работала, но сигнал был слишком зашумлён. И я когда-то делал нейрооргáн на основе OpenEEG-схемы с тем же результатом в конце. В первой в моей жизни нейрокогнитивной лаборатории стоял громоздкий и сверхдорогой ЭЭГ-девайс от NexStim.

Коммерческие приборы уже сейчас представлены на любой вкус и цвет: от Emotiv до NecoMimi. Причины, по которым они не сертифицированы как медицинские/исследовательские, понятны: готовность продукта, с одной стороны, и цена экспертной проверки и сертификации, с другой. Плюс есть ограничения на распространение медтехники.

И если даже движение глаз создаёт серьёзные артефакты на приборах посолиднее, можем ли мы гарантировать, что коммерческие и переносные пригодны для вменяемой регистрации энцефалограммы? Нет. Хотя они показывают какие-то данные. Хотя какие-то факультеты каких-то университетов даже используют их. Хотя компании улучшают свои игрушки до состояния вменяемых средств.

Кроме волн и их ритмов, в электроэнцефалографии выделяют так называемые event related potentials, часто неправильно переводимые на русский язык как “вызванные потенциалы” (evoked potentials), умножающие терминологическую неразбериху. Будем называть их ERP. В чём различие evoked potentials и ERP?

Можно дать короткий ответ: ERP — это когнитивно вызванные потенциалы. EP — термин более широкого порядка, охватывающий ответы ЦНС на стимул вообще на любой стадии обработки. ERP же связан с обработкой мозгом сенсорного стимула или решением умственной задачи.

Сразу после того, как сигнал, идя от органов чувств через ствол мозга и таламус, попадает в кору больших полушарий, возникает ERP — краткий и быстрый отрезок энцефалограммы, имеющий специфический узор. Узор рисуется амплитудами: так, на ERP характерны различные пики и спады, напоминающие ландшафты мультяшных гор.

Эти пики и спады называют по буквенному и цифровому коду: N или P плюс цифры — N200, P300 и так далее. N — это negativity, момент отрицательного заряда, P — positivity, момент положительного. 200 и 300 — это через сколько миллисекунд после предъявления стимула возникли эти скачки. К сожалению, разные лаборатории располагают и — по у-оси по-разному, и у одних N снизу, а у других — сверху.

Добавим немного сложности. Вторая волна исследований ERP-компонентов показала, что названия их не отражают реальную картину. Скажем, какой-нибудь Р100 может начинаться и чуть раньше, и чуть позже, чем через 100 мс, в зависимости от ситуации. А также иногда он может регистрироваться как позитивный, а иногда как негативный компонент.

Важная деталь: достаточно всего 80 мс, чтобы добраться от первичной зрительной коры до лобной. А это значит, что на компоненты, которые возникают за 100 мс и больше, вполне могут влиять лобные доли. Иначе говоря, зоны мозга взаимосвязаны и обработка информации не идёт строго по лестнице — от одного места к другому.

С1 и Р1/Р100

С1 может быть позитивной и негативной, это первая компонента, прослеживающаяся после зрительного сигнала через 50—100 мс после предъявления стимула. Если стимул появляется в верхней половине поля зрения, то С1 негативен, и наоборот. Р1 появляется через 70—90 мс с пиком в районе 80—130 мс, также он наиболее различим в задних отделах мозга. В отличие от С1, Р1 модулируется вниманием.

N100 и Р200

Возникает в районе 80—120 мс после сигнала, в основном в передне-центральных отделах головы. Если испытуемый не выполняет никаких заданий, она усиливается во время непредсказуемых сигналов и ослабляется при повторяющихся. Любопытно, что она также коррелирует с высоким интеллектом. Исследования относительно Р200 разнообразны, но пока ещё теряются в теоретических догадках из-за связи этого компонента со многими психическими процессами.

Интересная компонента, усиливается при зрительном предъявлении лица.

MMN, или mismatch negativity

Свойственная всем сенсорным системам, но особенно заметна в слуховой модальности, когда появляется новый неожиданный звуковой сигнал. Слуховая MMN появляется при изменении высоты сигнала, интенсивности или длительности на расстоянии 150—250 мс после сигнала. Генераторы этой компоненты находятся в слуховой коре:

ЭЭГ (Электроэнцефалограмма) - расшифровка

N200 / VAN — Visual Awareness Negativity

Исследовательская группа, к которой я принадлежу, считает N200 нейрокоррелятом сознания как минимум в зрительной модальности, полагая, что то возникает на ранних этапах обработки и уже в сенсорной коре. Она оппонирует другой влиятельной группе, придерживающейся более традиционного взгляда, в котором сознание возникает на поздних этапах обработки и соотносится с лобными областями мозга.

Классический “умственный” ERP. Показывает реакцию испытуемого на стимул и усиливается, когда стимул маловероятен. Имеет подкомпоненты: P3a и P3b. Последний — это сам переименованный Р300. Р3а реагирует на новизну стимула и направление внимания.

В случае с Р3b, или Р300, маловероятный стимул всё-таки должен относиться к задаче, быть наименее ожидаемым и т. д.

Надеюсь, общее представление о компонентах и как их понимают сформировать получилось. Желающие могут также посмотреть P600, N400 и остальные, всего их около 11-ти штук. ERP ищут в когнитивных исследованиях, то есть направленных на изучение высших психических функций, и по отличиям в их структуре делают гипотезы.

Кроме того, их применяют в клинических исследованиях, например, шизофрении. Пафос ERP заключается в том, что они связаны с сигналом, поступающим в мозг, и показывают стадии его обработки. Сравнивая ERP наличия сигнала с отсутствием или одни типы сигналов с другими — замеченными сознанием с незамеченными и т. д.

ЭЭГ при эпилепсии

Как уже было отмечено выше, электроэнцефалография применяется при диагностике многих заболеваний головного мозга. Однако в большинстве случаев изменения на ЭЭГ неспецифичны. Например, чтобы дифференцировать опухоль от травмы головного мозга, помимо ЭЭГ, необходимо провести дополнительные методы визуализации (компьютерную томографию, магнитно-резонансную томографию).

ЭЭГ (Электроэнцефалограмма) - расшифровка

Но существует заболевание, при диагностике которого ЭЭГ не утратило свою актуальность по сравнению с более современными методами обследования головного мозга, – эпилепсия. Кроме того, данный метод позволяет не только поставить диагноз, но также определить локализацию эпилептического очага и вид эпилепсии.

Отмеченные в разделе выше выскоамплитудные пик-волны – наиболее характерный признак эпилепсии на ЭЭГ. Они внезапно появляются при начале судорожного приступа и также внезапно исчезают после приступа. Здесь особую ценность обретает видеомониторинг, дающий возможность сопоставить данные ЭЭГ с клинической картиной.

Также отмечается при эпилепсии комплексы “пик – медленная волна”, “пик – быстрая волна”. Они проявляются чередованием волн разной частоты и амплитуды.

Широко используются при подозрении на эпилепсию стимулирующие сигналы: гипервентиляция (серия глубоких медленных вдохов и выдохов), мигающий яркий свет. Эти пробы помогают выявить скрытую эпилептическую активность, которая не отображается в спокойствии.

5. Нейрообратная связь

Принцип нейрообратной связи восхитителен. Само по себе это одно из тех мозговых чудес, продолжающих радовать и удивлять (хотя всё, связанное с мозгом, прекрасно). Суть в том, что можно научиться изменять ритмы своей ЭЭГ — как словно учишься игре на пианино или сложным гимнастическим движениям. Но ведь там нет мышц!

в любом месте, в любой среде, получив индикатор/сенсор, психика получает контроль над тем, с чем этот сенсор связан. Если немного пофилософствовать, то и ЭЭГ, и вся меддиагностика — такой же сенсор, позволяющий нам при случае применить таблетку: контроль внешний и косвенный. К тому же психика тяготеет к контролю внутреннему и прямому, подобно газу, стремящемуся занять все доступные объёмы.

ЭЭГ (Электроэнцефалограмма) - расшифровка

Вероятно, это проявляется так: там, где в природе не существует обратной связи, мы изготавливаем и используем внешние средства вроде пилюль. А там, где есть, организм работает напрямую. Видимо, там, где её раньше не было, а потом возникла, прямой контроль возможен. Вот оказалось, что мозгом тоже можно в некотором смысле “двигать”. Ну не круто ли?!

Конечно, не все параметры можно контролировать, даже с наличием обратной связи. И не все из тех, которые можно, дают бесконечную степень свободы. Легче всего привести пример: в первом случае нельзя переключить передачу на мануальной коробке без педали сцепления. Во втором — сколько ни нажимать на газ, выше скорости на спидометре не поехать.

В случае с нейрообратной связью такие пределы есть, например, в регуляции гемодинамики. Хотя само по себе удивительно, что даже гемодинамику — то есть уровень крови (гемоглобина) в участке мозга — можно сознательно регулировать, разные исследования нащупывают предел. В целом же человек может потерпеть неудачу с контролем любого параметра НОС либо из-за ошибки экспериментатора с выбором этого параметра, либо из-за неспособности самого человека связать с ним своё внутреннее состояние. Либо из-за ошибки в расчётах.

В чём, если коротко, суть нейрообратной связи?

Суть нейрообратной связи в том, чтобы, используя определённые показатели ЭЭГ как индикатор, создать в организме обратную связь и научиться контролировать нужные параметры. Контролируя их, можно менять своё психофизиологическое состояние.

Начало этой ветви исследований было положено около 50—70 лет назад. Все протоколы НОС можно разделить на активирующие и расслабляющие: по принципу того, как их результат влияет на метаболизм. Активирующие нацелены на увеличение высоких частот, таких как бета; релаксирующие — на усиление низких частот, таких как альфа.

Цели НОС можно разделить на исследовательские, клинические и бытовые. В случае с бытовыми допустимо ограниченное число протоколов, зарекомендовавших себя как медитативные, расслабляющие и усиливающие концентрацию. Протоколы из двух других групп могут иметь и имеют противопоказания, побочные эффекты и строгие условия, при которых они полезны.

— Какой параметр ЭЭГ изменять, чтобы достичь эффекта?

ЭЭГ (Электроэнцефалограмма) - расшифровка

Для его решения есть два принципа. Во-первых, принцип нормализации: данные ЭЭГ испытуемого или пациента по различным показателям сравнивают с большим числом данных здоровых людей и находят отклонения. Различие становится мишенью, его пытаются “сгладить”. Во-вторых, параметр подбирают по эффективности работы с ним и результатам сторонних исследований по связи этого параметра с искомым эффектом. Параметрами могут быть ERP, амплитуды, количество определённых ритмов или когерентность.

Процедура состоит из нескольких шагов:

  1. Запись энцефалограммы того, кому будет проводиться. Для достаточной детализации нужно как минимум 19 электродов. Для самой НОС, к счастью, может хватить и трёх (с референтом).
  2. Выбор параметра и подбор/создание протокола.
  3. Сама сессия. Обычно по 10—30 минут, около 10—50 раз для закрепления навыка.
  4. Проверка: психологическая, целевого состояния, например изменения процента эпилептических припадков, и ЭЭГ.

Альфа-релаксация

Есть несколько версий подобного протокола, общая цель которого — усилить альфа-активность. Как мы помним, альфа-ритм лучше всего заметен в зрительной системе и сильнее нарушается от зрительных стимулов, поэтому процедуру любят проводить с закрытыми глазами, используя звук в качестве индикатора.

От релаксации до творческого подъёма, настроения и самочувствия — этим протоколом даже пробовали лечить алкоголизм. Электрод устанавливается на Сz, заземляющий электрод на одной мочке уха, а референтный — на другой. В качестве параметра можно брать отношение амплитуды альфа-ритма к усреднённой общей амплитуде ЭЭГ.

Другой вариант: записывать лобные электроды F3 и F4 по отношению к Cz и вычислять асимметрию по формуле: (П — Л)/(П Л), где П и Л — амплитуда альфа-сигнала на правом и левом электродах. Когда значение превышает 0, включаем, например, Шуберта, а с ростом этого значения усиливаем громкость от тихой к нормальной. Шуберта можно поменять на звуки птичьего лета.

Протокол Пенистона-Кулоски

Джедайская версия для продвинутых ковбоев. Использует соотношение альфа- и тета-ритмов. По некоторым свидетельствам, приводит человека в гипнагогическое состояние. Обрела высокую популярность в 70-х, применяясь на ветеранах войны во Вьетнаме с посттравматическими стрессовыми расстройствами и на обычных людях без патологий.

ЭЭГ (Электроэнцефалограмма) - расшифровка

Затем начинается сама процедура. Электрод устанавливается на Pz (или Cz, или даже Oz в различных версиях), заземляющий электрод на одной мочке уха, а референтный — на другой. В классическом варианте с градусниковой подготовкой электрод ставился на Oz, его референт на левую мочку уха, а заземление — на правую.

В классическом протоколе субъектов заставляли визуализировать сцены отказа от спиртного и параллельно расслабляться. Вам это делать не надо. Вместо этого можно воспользоваться техниками самогипноза и представить глубокое озеро, куда вы ныряете, погружаясь всё глубже… и дальше…

Высокие вспышки альфы можно озвучивать высоким звучанием тайского гонга, а тету — низким. Относительный рост альфа-активности можно ассоциировать со звуком моря, а тету — с шелестом листьев. Либо наоборот.

Так в общих чертах выглядят протоколы. Успешность отдельной сессии и всей процедуры надо как-то оценивать. Например, для сессии можно статистически сравнить показатель параметра во время сессии и в покое, и если различие есть — хорошо. То же и для всей процедуры целиком. Кроме того, стоит подойти к вопросу выбора индикатора с долей здравого смысла и творчества.

ЭЭГ-мониторинг сна

При помощи электроэнцефалографии можно определить фазы сна и бодрствования еще у ребенка в утробе матери с 28 недели беременности.

Разделяют быструю и медленную фазы сна. При регистрации сна большое внимание уделяется движениям глазных яблок и мышечной активности, которые записываются параллельно с мозговой активностью. Согласно этим данным, сон также подразделяется на REM и Non-REM.

Non-REM сон подразделяется на следующие стадии:

  • Первая стадия продолжается, пока человек засыпает. Ее длительность – до 10 минут. Характеризуется медленным вращением глазных яблок, преимущественным наличие тета-волн на ЭЭГ.
  • Вторая стадия – легкого сна. Мышцы расслаблены, глазные яблоки не двигаются. На электроэнцефалограмме визуализируются тета-ритм, присутствуют характерные лишь этой стадии волны: К-комплексы и сонные веретена. По времени данная фаза занимает примерно половину всего сна.
  • Третья и четвертая стадии – медленный сон, или глубокий сон. В фазе глубокого сна человек спит крепче всего. Глазные яблоки не двигаются. На электроэнцефалограмме наблюдаются высокоамплитудные дельта-волны. Когда дельта-ритм превышает половину всей ленты ЭЭГ, начинается переход третьей стадии в четвертую. Длительность первого периода фазы глубокого сна составляет от 30 до 40 минут.

https://www.youtube.com/watch?v=ytaboutru

REM-сон состоит только из одной фазы. Именно во время REM сна человек видит яркие, запоминающиеся сны. Эта стадия характеризуется вращением глазных яблок, кратковременными сокращениями мышц, учащением дыхания и сердцебиения. Электроэнцефалограмма состоит из альфа- и бета-волн. Продолжительность данной фазы около 20 % всего периода сна.

Оцените статью
Медицинский портал
Adblock detector