Electroencefalograma del cerebro: principio de acción y métodos de aplicación.

Si una persona, que se encuentra en un estado de reposo mental y físico, aplica electrodos en la cabeza y, a través de un amplificador, los conecta a un dispositivo de grabación, entonces puede captar vibraciones electricas… Estas vibraciones se originan en la corteza cerebral y están asociadas a una actividad nerviosa especial. También se registran directamente desde el cerebro cuando se abre el cráneo durante la cirugía.

La presencia de oscilaciones eléctricas rítmicas y espontáneas en el cerebro fue establecida en 1875 por el fisiólogo ruso V. Ya. Danilevsky y el científico inglés Richard Cato, independientemente el uno del otro, al experimentar con animales con el cráneo abierto.

Posteriormente se demostró que era posible registrar las corrientes eléctricas del cerebro a través de la piel y los huesos del cráneo intacto. Esto sirvió como base para la transición al estudio de estos fenómenos en humanos.

La característica más interesante de las vibraciones eléctricas del cerebro humano es su ritmo característico, casi regular, con una frecuencia de aproximadamente 10 Hz: estas son las llamadas ondas alfa.En su fondo, son visibles oscilaciones más frecuentes: ondas beta a 13 - 30 Hz y ondas gamma a 60 - 150 Hz y más. También se observan oscilaciones más lentas - ondas de 1 - 3 - 7 Hz.

La forma de onda eléctrica del cerebro se llama electroencefalograma, y ​​la rama de la electrofisiología que estudia los patrones de actividad eléctrica en el cerebro se llama electroencefalografía (EEG).Los electroencefalogramas se prestan al análisis matemático de Fourier.

La electroencefalografía es de gran importancia para los estudios teóricos de la actividad cerebral, así como para fines prácticos de diagnóstico de enfermedades cerebrales.

Para proteger el objeto de los campos electromagnéticos externos, se coloca en una habitación blindada. Fuentes de errores en la adquisición del electroencefalograma: potencial cutáneo y muscular, electrocardiograma, pulsación arterial, movimiento de electrodos, movimiento de párpados y ojos, y ruido del amplificador.

El mejor electroencefalograma se obtiene de una persona en completo reposo: una persona está sentada o acostada mejor (pero no durmiendo) en una habitación oscura insonorizada con mamparas en una posición cómoda, aislada de estímulos externos y en completo reposo.

Esta circunstancia es muy importante. A menudo en las personas que acuden por primera vez al estudio, es difícil registrar un electroencefalograma debido a su vigilancia y miedo a un entorno inusual.

Las personas difieren entre sí en sus características EEG inherentes. En algunos es muy fácil detectar el ritmo correcto de las ondas alfa, en otros no se registra en absoluto.

Los electroencefalogramas también difieren en forma, amplitud, duración, regularidad de las ondas alfa, así como en la ubicación, número e intensidad de otras ondas: beta, delta y gamma.

Es interesante notar la sorprendente constancia de las características básicas del electroencefalograma humano, establecidas por repetidos estudios durante muchos meses.

Por lo general, es posible saber de antemano qué tan pronto se establecerá un electroencefalograma regular en un sujeto bien estudiado y cuáles son sus rasgos característicos. Sin embargo, junto a la gran constancia de los rasgos distintivos del electroencefalograma individual de una persona sana, existe también una gran variabilidad fisiológica del mismo, incluso durante el mismo día.

Una condición indispensable para obtener un electroencefalograma regular de una persona es el descanso excepcional del cerebro despierto. Es comprensible lo difícil que puede ser lograr esto en un estado energético, apagando la actividad cerebral.

Al observar durante horas, día tras día, las vibraciones eléctricas que ocurren en la corteza cerebral de una persona, uno puede ver que el cerebro es a menudo como un espejo, que refleja lo que uno está haciendo en ese momento.

A veces, los ritmos regulares del cerebro desaparecen repentinamente por sí solos, o aparecen oscilaciones de alta frecuencia, o aparecen corrientes musculares especiales. Significa que la persona pensó en algo, hizo algún movimiento, imaginó algo. La variabilidad del electroencefalograma refleja fluctuaciones en la excitabilidad del sistema nervioso central.

Si le pide a una persona que realice algún trabajo mental, por ejemplo, resolver un problema que representa una situación difícil, entonces puede observar la desaparición del ritmo regular de las ondas alfa y la aparición de oscilaciones de alta frecuencia. Durante el trabajo mental intenso, las ondas alfa se reemplazan por descargas de alta frecuencia de 500-1000 Hz, que duran toda la duración de la actividad mental, después de la cual se restauran las ondas alfa.

Las oscilaciones de alta frecuencia asociadas con la actividad mental pueden durar mucho tiempo. En un estudiante que generalmente establece un ritmo cerebral normal, se vuelve difícil registrar un EEG; solo se observan oscilaciones de alta frecuencia. Resultó que estaba ocupado preparándose para los exámenes en sus días libres de experimentos.

En otro sujeto que tenía un electroencefalograma normalmente regular con sorprendente facilidad, solo se observaron una vez oscilaciones de alta frecuencia. Resultó que había estado dibujando durante dos horas antes del experimento.

En general, un ritmo normal de ondas alfa es característico del cerebro humano en un estado de calma, y ​​las oscilaciones de alta frecuencia, ondas beta y gamma, están asociadas con su actividad.

La actividad rítmica del cerebro, además del área motora, comienza en una persona solo un mes después del nacimiento; se desarrolla, aparentemente, simultáneamente con la actividad cortical a medida que el niño comienza a reconocer y agarrar objetos.

Dado que a esta edad es diferente al de los adultos, el electroencefalograma cambia gradualmente, solo entre los 11 y los 12 años se acerca a la norma para un adulto.La actividad rítmica del cerebro continúa durante el sueño, pero cambia, se simplifica y aparecen vibraciones suaves y lentas.

Es interesante notar que el ritmo del cerebro del durmiente no se ve perturbado, por ejemplo, por el ruido de un automóvil en la habitación contigua o el sonido de una bocina en la calle, pero si se escucha un sonido en la habitación, por ejemplo, el crujido del papel, asociado con el hecho de que hay alguien en la habitación. El cerebro del durmiente cambia. Esto se debe a la presencia de «puntos de observación del cerebro», que están despiertos durante el sueño de una persona.

Con la ayuda del método electroencefalográfico, es posible observar y registrar objetivamente estos cambios complejos en la actividad cerebral asociados con una determinada sensación subjetiva.

En la enfermedad cerebral aparecen ondas de una forma y duración especiales. En los tumores cerebrales aparecen ondas lentas con una frecuencia de 1-3 Hz, a las que llama ondas delta. Las ondas delta se registran cuando se captan desde el punto del cráneo directamente encima del tumor, mientras que cuando se captan desde otras áreas del cerebro no captadas por el tumor, se registran ondas normales. La aparición de ondas delta en la parte del cerebro afectada por el tumor está determinada por la degeneración de la corteza en este lugar.

De esta forma, el electroencefalograma ayuda a reconocer la presencia de un tumor y su ubicación exacta. Las ondas delta en el electroencefalograma también se encuentran en otras condiciones patológicas del cerebro.

En algunos traumatismos: se observan ondas delta patológicas en el electroencefalograma muchos años después de un traumatismo craneoencefálico.

Los ritmos del cerebro humano cambian o desaparecen por completo con una pérdida de conciencia causada por varias razones, cambian con la falta de oxígeno.Así, en experimentos que estudian el efecto de respirar una mezcla de aire con un porcentaje reducido de oxígeno, que causó una pérdida de conciencia, se registran grupos de ondas en forma de pico, de voltaje excepcional, como si el cerebro hubiera perdido algún tipo de freno.

Las mismas ondas lentas espasmódicas se han registrado en personas inconscientes por conmoción cerebral inmediatamente después de una lesión en la cabeza. En algunas enfermedades cerebrales se registran potenciales de alta frecuencia (por ejemplo, en la esquizofrenia) o en la alternancia de onda lenta y onda (en la epilepsia).

El método de la electroencefalografía es fundamental para el diagnóstico y estudio de las enfermedades cerebrales. En cuanto a la importancia teórica, la electroencefalografía, que permite registrar el estado de excitabilidad de la corteza cerebral, abre el acceso al estudio directo de los procesos de excitación e inhibición en el cerebro humano, cuya proporción se considera los principales mecanismos de la actividad nerviosa. .