Методы визуализации мозга: электроэнцефалография Нейровизуализация Функциональная визуализация Структурная визуализация • • Компьютерная томография Магнитно-резонансная томография • ГДЕ?• Функциональная магнитнорезонансная томография Позитронно-эмиссионная томография • • • Электроэнцефалография Вызванные потенциалы Магнитоэнцефалография КОГДА? Электроэнцефалограмма - запись биоэлектрической активности мозга, регистрируемая с поверхности скальпа. ЭЭГ отражает сумму локальных градуальных постсинаптических потенциалов. Когда при возникновении ПСП ионы Na+ входят в клетку межклеточное пространство вокруг дендритов становится заряженным более отрицательно (из-за недостатка + зарядов) по сравнению с межклеточным пространством вокруг тела клетки. Это приводит к формированию диполя – двух точечных зарядов, разнесенных на некоторое расстояние друг от друга. Формирование диполя возможно только для пирамидных клеток коры, т.к. они имеют вытянутую структуру и заряды оказываются разнесены. Такой диполь (или сумму диполей, если синхронно активируются несколько рядом расположенных клеток) можно зарегистрировать на поверхности скальпа. Пирамидная клетка коры (формируется диполь) Звездчатый нейрон (диполь не формируется: отрицательный заряд компенсируется положительным и общий заряд вокруг такой клетки равен 0) Основные ритмы и параметры энцефалограммы • дельта-ритм (0,5-4 Гц); • тэта-ритм (5-7 Гц); •альфа-ритм (8-13 Гц); •бета-ритм (15-35 Гц); •гамма-ритм (>35 Гц). Бета-ритм Бета-ритм (β-ритм) — частота колебания варьируется от 14 до 40 Гц. Регистрируется в области передних и центральных извилин. Бета-волны — самые быстрые. Бета-ритм в норме связан с высшими когнитивными процессами и фокусированием внимания, в обычном бодрствующем состоянии, когда мы с открытыми глазами наблюдаем за происходящими событиями, или сосредоточенны на решении каких-либо текущих проблем. Альфа-ритм Альфа ритм (α-ритм) — частота колебания варьируется от 8 до 13 Гц. Наибольшая амплитуда проявляется при закрытых глазах и в затемненном помещении. Регистрируется преимущественно в затылочной и теменной областях (зрительных отделах мозга) и имеет характерную веретенообразную структуру (плавное увеличение и уменьшение амплитуды). Регистрируется у 85-95 % здоровых взрослых людей. Альфа-ритм связан с расслабленным состоянием бодрствования, покоя. Альфа-волны возникают тогда, когда мы закрываем глаза и начинаем расслабляться. Тета-ритм Тета-ритм (θ-ритм) — частота колебания данного ритма составляет от 4 до 8 Гц. Регистрируется во фронтальных зонах и гиппокампе. Тета-волны появляются тогда, когда спокойное, расслабленное бодрствование переходит в сонливость. Колебаниям в головном мозге становятся более медленными и ритмичными. Это состояние называется еще «сумеречным», поскольку в нем человек находится между сном и бодрствованием. Дельта-ритм Дельта-ритм (δ-ритм) — частота колебания варьируется от 1 до 4 Гц, высокоамплитудные волны. Дельта- ритм связан с восстановительными процессами, особенно во время сна, и низким уровнем активации. При многих неврологических и других нарушениях дельта-волны заметно усилены. Избыток усиленных дельта-волн практически гарантирует наличие нарушений внимания и других когнитивных функций. Возникает при естественном и наркотическом сне, а наблюдается так же, как при регистрации от участков коры, граничных с областью, пораженной опухолью. Аппаратура для регистрации ЭЭГ Электроды Международная система размещения электродов «10-20» Варианты отведения потенциалов Монополярное +) позволяет зарегистрировать реальную форму электрических потенциалов -) не позволяет точно локализовать источник активности Биполярное +) позволяет точно локализовать источник активности -) не позволяет зарегистрировать реальную форму электрических потенциалов Помехи и артефакты при регистрации ЭЭГ Артефакт любая погрешность, не связанная с откликом мозга на стимуляцию, регистрируемая под электродом Физической природы • • Электромагнитные помехи (наводка сети переменного тока 50 Гц) Артефакты движения электродов Физиологической природы •Электромиограмма •Мигание глаз и движение глазных яблок (окулограмма) •ЭКГ •Пульсация сосудов •Дыхательные движения •Глотательные движения •Кожно-гальваническая реакция Артефакт ЭОГ ЭМГ при сжатии зубов Виды ЭЭГ-обследования • • • • Рутинная ЭЭГ Запись ЭЭГ во время сна Холтеровское ЭЭГ-мониторирование Видео-ЭЭГ-мониторинг • 1. 2. 3. 4. 5. 6. Функциональные пробы открывание-закрывание глаз фотостимуляция гипервентиляция фоностимуляция (применяется реже) депривация сна стимуляция умственной активности Функциональные пробы • проба с открытием и закрытием глаз При закрытых глазах в затылочных отведениях регистрируется альфа-ритм Причина возникновения альфа-ритма – ритмическая пейсмейкерная активность нейронов таламуса, которая возникает при снижении возбуждения от активирующей системы мозга (ретикулярной формации). Альфа-ритм (затылочный) Альфа ритм может регистрироваться только в затылочных отведениях (см. предыдущий слайд) или же быть более «размытым» по всем отведениям, но всегда его максимум расположен на затылке в районе зрительной коры! При открывании глаз происходит уменьшение/исчезновение (десинхронизация) альфа-ритма Причина – повышение активности ретикулярной формации при усилении внимания приводит к прекращению ритмической пейсмейкерной активности нейронов таламуса. Альфа-ритм в затылочных отведениях. Подавляется при пробе с открытием глаз. • Проба с открытием глаз позволяет оценить реактивность регистрируемых ритмов. При открывании глаз обычно происходит подавление основного затылочного ритма. На остальные ритмы открытие глаз не оказывает столь существенного влияния. Поэтому проба с открытием глаз является также способом идентификации ритма – является ли он основным затылочным ритмом? Дело в том, у части пациентов, особенно младшего возраста, основной затылочный ритм может быть представлен колебаниями волн меньшей частоты, чем альфа-ритм. В таких случаях проба открытием глаз, показывающая депрессию медленноволновой активности в задних отделах, говорит в пользу того, что эта активность является аналогом затылочного альфа-ритма. И, наоборот, ритмы, которые по частоте совпадают с альфа-диапазоном, но не являются им, не будут закономерно реагировать на открытие глаз падением амплитуды. Например, мю-ритм, известный также как сенсомоторный, обычно слабо реагирует на открытие глаз. • При исследовании реактивности альфа-ритма обращают внимание на симметричность изменений. Ареактивность альфа-колебаний при открытии глаз с одной стороны может свидетельствовать о корковой или подкорковой патологии - феномен Банко (Bancaud). • У некоторых пациентов закрытие глаз может провоцировать появление непродолжительной эпилептиформной активности – признак фотосенситивности, известный как eye-closure sensitivity. При этом часто вначале активность носит характер высокочастотных колебаний, которые постепенно замедляются и трансформируются в нормальный альфа-ритм. Мю-ритм (соматосенсорный) Мю-ритм в центральных отделах. Не блокируется закрытием глаз. Этот ритм блокируется или редуцируется наиболее отчетливо при контралатеральных движениях, мысленном представлении движений, готовностью к движению или тактильной стимуляцией Функциональные пробы • гипервентиляция – глубокое и регулярное дыхание, является процедурой активации, которая стандартно используется при проведении рутинного исследования ЭЭГ. • Гипервентиляция вызывает снижение парциального давления CO2 в крови (гипокапния), вазоконстрикцию (сужение просвета кровеносных сосудов) и снижение мозгового кровотока. Изменяется функциональное состояние отдельных нейронов и нейронных сетей, повышается уровень синхронизации работы нервных клеток. • Гипервентиляция, выполняется обычно в течение 3-5 минут, может вызывать физиологические изменения в виде общего замедления ритмики ЭЭГ, повышения количества медленных (дельта и тета) колебаний, появление или усиление эпилептиформной активности, клинические приступы (наиболее часто абсансы при идиопатической генерализованной эпилепсии). Во время гипервентиляции регистрируются билатеральные высокоамплитудные преходящие дельта колебания частотой 2 Гц с преобладанием в лобных отделах. Проба с гипервентиляцией - появление 3-Гц комплексов спайк-волна у пациентки с детской абсансэпилепсией. Анализ ЭЭГ • Визуальный (качественный) анализ • Статистический (количественный) анализ Преобразование Фурье Спектральный анализ ЭЭГ Спектр мощности отражает энергию каждой из частотных составляющих данной ЭЭГ. Сниженная мощность ритмов ЭЭГ в диапазоне альфа-ритма в отведении F4 Максимальная мощность ритмов ЭЭГ в диапазоне альфа-ритма в отведении О2 Регистрация ЭЭГ Международная система размещения электродов «10-20» • • Выполняется функциональная проба «глаза закрыты/глаза открыты» Альфа-ритм распределен правильно; градиент нарастания от лобных отведений к затылочным
