Eletroencefalograma do cérebro - princípio de ação e métodos de aplicação

Se uma pessoa, que está em estado de repouso mental e físico, aplica eletrodos na cabeça e através de um amplificador os conecta a um dispositivo de gravação, então você pode captar vibrações elétricas… Essas vibrações se originam no córtex cerebral e estão associadas a uma atividade nervosa especial. Eles também são registrados diretamente do cérebro quando o crânio é aberto durante a cirurgia.

A presença de oscilações elétricas rítmicas e espontâneas no cérebro foi estabelecida em 1875 pelo fisiologista russo V. Ya. Danilevsky e pelo cientista inglês Richard Cato, independentemente um do outro, fazendo experimentos em animais com o crânio aberto.

Posteriormente, foi demonstrado que era possível registrar correntes elétricas do cérebro através da pele e dos ossos do crânio intacto. Isso serviu de base para a transição para o estudo desses fenômenos em humanos.

A característica mais interessante das vibrações elétricas do cérebro humano é seu ritmo característico, quase regular, com uma frequência de cerca de 10 Hz - são as chamadas ondas alfa.Em seu fundo, oscilações mais frequentes são visíveis - ondas beta em 13 - 30 Hz e ondas gama em 60 - 150 Hz e acima. Também são observadas oscilações mais lentas - ondas de 1 - 3 - 7 Hz.

A forma de onda elétrica do cérebro é chamada de eletroencefalograma, e o ramo da eletrofisiologia que estuda os padrões de atividade elétrica no cérebro é chamado de eletroencefalografia (EEG).Eletroencefalogramas se prestam à análise matemática de Fourier.

A eletroencefalografia é de grande importância para estudos teóricos da atividade cerebral, bem como para fins práticos de diagnóstico de doenças cerebrais.

Para proteger o objeto de campos eletromagnéticos externos, ele é colocado em uma sala blindada. Fontes de erros na aquisição do eletroencefalograma: potencial cutâneo e muscular, eletrocardiograma, pulsação arterial, movimento do eletrodo, movimento palpebral e ocular e ruído do amplificador.

O melhor eletroencefalograma é obtido de uma pessoa em repouso completo: uma pessoa está sentada ou deitada melhor (mas não dormindo) em uma sala escura à prova de som com tela em uma posição confortável, isolada de estímulos externos e em repouso completo.

Esta circunstância é muito importante. Muitas vezes, em pessoas que vêm ao estudo pela primeira vez, é difícil registrar um eletroencefalograma devido à vigilância e ao medo de um ambiente incomum.

As pessoas diferem umas das outras em suas características inerentes de EEG. Em alguns é muito fácil detectar o ritmo correto das ondas alfa, em outros não é registrado.

Os eletroencefalogramas também diferem na forma, amplitude, duração, regularidade das ondas alfa, bem como na localização, número e intensidade de outras ondas - beta, delta e gama.

É interessante notar a surpreendente constância das características básicas do eletroencefalograma humano, estabelecidas por estudos repetidos ao longo de muitos meses.

Geralmente é possível saber com antecedência em quanto tempo um eletroencefalograma regular será estabelecido em um sujeito bem estudado e quais são suas características. No entanto, juntamente com a grande constância dos traços distintivos do eletroencefalograma individual de uma pessoa saudável, há também uma grande variabilidade fisiológica do mesmo, mesmo durante o mesmo dia.

Uma condição indispensável para obter um eletroencefalograma regular de uma pessoa é o descanso excepcional do cérebro acordado. É compreensível como pode ser difícil conseguir isso em um estado energético, desligando a atividade cerebral.

Ao observar por horas, dia após dia, as vibrações elétricas que ocorrem no córtex cerebral de uma pessoa, pode-se ver que o cérebro muitas vezes é como um espelho, refletindo o que a pessoa está fazendo no momento.

Às vezes, os ritmos regulares do cérebro desaparecem repentinamente por conta própria, ou aparecem oscilações de alta frequência ou aparecem correntes musculares especiais. Significa que a pessoa pensou em algo, fez algum movimento, imaginou algo. A variabilidade do eletroencefalograma reflete flutuações na excitabilidade do sistema nervoso central.

Se você pedir a uma pessoa que faça algum trabalho mental, por exemplo, resolver um problema que representa uma situação difícil, poderá observar o desaparecimento do ritmo regular das ondas alfa e o aparecimento de oscilações de alta frequência. Durante o intenso trabalho mental, as ondas alfa são substituídas por descargas de alta frequência de 500-1000 Hz, durando toda a duração da atividade mental, após o término das quais as ondas alfa são restauradas.

As oscilações de alta frequência associadas à atividade mental podem durar muito tempo. Em um aluno que geralmente estabelece um ritmo cerebral normal, torna-se difícil registrar um EEG - apenas oscilações de alta frequência são observadas. Acontece que ele estava ocupado se preparando para os exames em seus dias livres de experimentos.

Em outro sujeito que tinha um eletroencefalograma normalmente regular com surpreendente facilidade, apenas oscilações de alta frequência foram observadas uma vez. Descobriu-se que ele estava desenhando por duas horas antes do experimento.

Em geral, um ritmo normal de ondas alfa é característico do cérebro humano em um estado calmo, e oscilações de alta frequência, ondas beta e gama, estão associadas à sua atividade.

A atividade rítmica do cérebro, além da área motora, começa na pessoa apenas um mês após o nascimento; desenvolve-se, aparentemente, simultaneamente com a atividade cortical quando a criança começa a reconhecer e apreender objetos.

Como nessa idade é diferente dos adultos, o eletroencefalograma muda gradativamente, apenas aos 11-12 anos se aproxima da norma para um adulto.A atividade rítmica do cérebro continua durante o sono, mas muda, torna-se mais simplificada e suave, aparecem vibrações lentas.

É interessante notar que o ritmo do cérebro do dorminhoco não é perturbado, por exemplo, pelo barulho de um carro no quarto ao lado ou pelo som de uma buzina na rua, mas se um som é ouvido no quarto, por por exemplo, o farfalhar de papel, associado ao fato de que há alguém no quarto. O cérebro do dorminhoco muda. Isso se deve à presença de «pontos de observação do cérebro», que ficam acordados durante o sono da pessoa.

Com a ajuda do método eletroencefalográfico, é possível observar e registrar objetivamente essas mudanças complexas na atividade cerebral associadas a uma certa sensação subjetiva.

Na doença cerebral, aparecem ondas de formato e duração especiais. Nos tumores cerebrais, aparecem ondas lentas com frequência de 1-3 Hz, que ele chama de ondas delta. As ondas delta são registradas quando captadas do ponto no crânio diretamente acima do tumor, enquanto que quando captadas de outras áreas do cérebro não captadas pelo tumor, as ondas normais são registradas. O aparecimento de ondas delta na parte do cérebro afetada pelo tumor é determinado pela degeneração do córtex nesse local.

Desta forma, o eletroencefalograma ajuda a reconhecer a presença de um tumor e sua localização exata. As ondas delta no eletroencefalograma também são encontradas em outras condições patológicas do cérebro.

Em alguns traumas: ondas delta patológicas são observadas no eletroencefalograma muitos anos após um traumatismo craniano.

Os ritmos do cérebro humano mudam ou desaparecem completamente com a perda de consciência causada por vários motivos, eles mudam com a falta de oxigênio. Assim, em experimentos que estudam o efeito de respirar em uma mistura de ar com uma porcentagem reduzida de oxigênio, que causou perda de consciência , grupos de ondas semelhantes a picos, excepcionais em voltagem, são registrados, como se o cérebro tivesse perdido algum tipo de freio.

As mesmas ondas lentas espasmódicas foram registradas em pessoas inconscientes por concussão imediatamente após um ferimento na cabeça. Em algumas doenças cerebrais, registram-se potenciais de alta frequência (por exemplo, na esquizofrenia) ou na alternância de onda lenta e onda (na epilepsia).

O método de eletroencefalografia é essencial para o diagnóstico e estudo de doenças cerebrais. Quanto à importância teórica, a eletroencefalografia, permitindo registrar o estado de excitabilidade do córtex cerebral, abre o acesso ao estudo direto dos processos de excitação e inibição no cérebro humano, cuja proporção é considerada os principais mecanismos da atividade nervosa .