Электроэнцефалограмма и функциональные состояния человека

Электроэнцефалография (ЭЭГ) — метод исследования деятельности головного мозга; основан на суммарной регистрации биоэлектрической активности отдельных зон, областей, долей мозга. ЭЭГ применяется в современной нейрофизиологии, в неврологии и психиатрии.

Авакян Г.Н., Анисимова А.В. и др. Видео-ЭЭГ-мониторинг в современной диагностике и контроле лечения эпилепсии

  • формат pdf
  • размер 1,91 МБ
  • добавлен 25 января 2013 г.

М.: Противоэпилептическая Лига России, 2006. — 46 с. Данное пособие содержит описание современного нейрофизиологического метода исследования — видео»ЭЭГ»мониторинга, позволяющего с высокой степенью достоверности проводить дифференциальную диагностику эпилепсий и эпилептических синдромов, а также оценить динамику показателей биоэлектрической активности головного мозга во время приступа и в межприступный период, во время сна и бодрствования. Данный…

О методе

ЭЭГ – диагностическая процедура, основанная на регистрации активности отделов головного мозга. Подобное становится возможным благодаря использованию точных электродов, позволяющих записать функциональное состояние различных групп нейронов. При этом, процедура может быть проведена в различном возрасте при большом спектре заболеваний, в том числе при нейроинфекциях, инфекционных и неинфекционных энцефалитах и менингитах, эпилепсии и т.д. Методика позволяет выявить наличие и степень поражения головного мозга.

Процедура проводится в соответствии со специальным протоколом, который включает в себя различные функциональные тесты:

  • Воздействие вспышек яркого света, или фотостимуляция. Важно отметить, что в этот момент больной должен держать глаза закрытыми.
  • Тест на попеременное открытие и закрытие глаз.
  • Дыхательный тест, оценивающий состояние ЦНС при гипервентиляции.

Специальные пробы позволяют обеспечить более полное изучение функций различных отделов головного мозга. При этом, ряд докторов для получения точных результатов, используют дополнительные действия со стороны больного, например, сжимание пальцев на руке или длительное пребывание в темноте. Помимо этого, возможны лекарственные пробы, суточное мониторирование активности головного мозга и пр. Все это необходимо для последующей расшифровки ЭЭГ головного мозга с целью постановки верного диагноза.

Нормы

Характеристика нормальной ЭЭГ взрослого человека, который находится в состоянии бодрствования: у большинства (85-90 %) здоровых людей во время закрывания глаз в состоянии покоя на ЭЭГ регистрируется доминирующий альфа-ритм. Максимальная его амплитуда наблюдается в затылочных отделах. По направлению к лобной доле α-ритм уменьшается по амплитуде и комбинируется с бета-ритмом. У 10-15 % здоровых обследуемых регулярный альфа-ритм на ЭЭГ не превышает 10 мкВ и по всему мозгу регистрируются высокочастотные низкоамплитудные колебания. Такого типа ЭЭГ называют плоскими, а ЭЭГ с амплитудой колебаний, которая не превышает 20 мкВ, низкоамплитудными.

Заболевания, при которых врач может назначить электроэнцефалографию

  1. 1. Симптоматическая парциальная эпилепсия
  2. 2. Очаговая травма головного мозга
  3. 3. Ювенильная абсансная эпилепсия
  4. 4. Опухоль височной доли головного мозга
  5. 5. Злокачественные новообразования оболочек головного мозга
  1. Симптоматическая парциальная эпилепсия

    На ЭЭГ при эпилепсии можно установить участки головного мозга, которые задействованы в генерации приступов эпилепсии, проследить за эффектом противоэпилептических средств. У 90% больных эпилепсией удается выявить изменения ЭЭГ.

  2. Очаговая травма головного мозга

    При легкой травме головного мозга изменения на ЭЭГ могут отсутствовать либо регистрируются лишь незначительные нарушения показателей мозговых потенциалов в виде усиления частых колебаний и неравномерности α-ритма. При этом возможно наличие межполушарной асимметрии, а также электрографических признаков поражения мозгового ствола.

  3. Ювенильная абсансная эпилепсия

    На ЭЭГ при эпилепсии можно установить участки головного мозга, которые задействованы в генерации приступов эпилепсии, проследить за эффектом противоэпилептических средств. У 90% больных эпилепсией удается выявить изменения ЭЭГ.

  4. Опухоль височной доли головного мозга

    При опухолях височной локализации ЭЭГ-диагностика с указанием очага патологической электрической активности в височной области наиболее точна (до 90%). Как правило, при этом наблюдается очаговая бета-активность.

  5. Злокачественные новообразования оболочек головного мозга

    Если опухоль располагается близко к поверхности мозга и воздействует преимущественно на кору и подкорковые структуры, на ЭЭГ возникают изменения на стороне поражения. Отмечаются локальные патологические изменения в зоне проекции опухоли — угнетение альфа-ритма, увеличение амплитуды дельта-волн.

Читайте также:  Депрессия. Описание, причины, симптомы, виды и лечение депрессии

РАЗДЕЛ ЭЭГ ЧЕЛОВЕКА: ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ, МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ, ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ

КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ЭКСКУРС

Современная история электроэнцефалографии связана прежде всего с именами двух ученых — русского естествоиспытателя и австрийского психиатра Начало электроэнцефалографическим исследованиям было положено , который в 1913 — 1925 годах в острых опытах на кура-ризированных собаках зарегистрировал спонтанную электрическую активность зрительных и моторных зон коры больших полушарий (, 1913). В биоэлектрической активности коры он выделил 7 различных видов волн, среди которых были медленные волны (OR — 1 — 2 кол/с), волны первого порядка (10 — 15 кол/с), волны второго порядка (20 — 30 кол/с) и др. Он же предложил термин для обозначения записи кривой электрической активности мозга — электроцереброграмма. Именно эти работы, выполненные на высоком для того времени методическом уровне, заложили основы современной электроэнцефалографии. Спустя несколько лет, а именно, в 1929 году, австрийский психиатр впервые осуществил регистрацию электрической активности мозга человека неинвазивным методом с поверхности головы. Запись биотоков мозга он предложил назвать электроэнцефалограммой. Именно это название и соответствующая аббревиатура (ЭЭГ) используются в настоящее время. В 1929 году в журнале “Archiv fur Psychiatry” были опубликованы первые статьи из серии под общим названием “Uber das Elektrenkephalogramm des Menschen”. Последующие работы автора публиковались под тем же названием вплоть до 1933 года. Четкость постановки задачи, убедительность и наглядность экспериментальных данных, широкие перспективы использования метода, по достоинству оцененные уже самим , сразу же привлекли к его работам широкое внимание специалистов. Именно впервые описал основные ритмические компоненты электроэнцефалограммы человека, предложив использовать буквы греческого алфавита для классификации ритмов, реакции синхронизации и десинхронизации этой активности в ответ на предъявление функциональных проб и т.д. Однако признанным методом исследования механизмов мозга электроэнцефалография становится только после опубликования работ английских исследователей и (1934) и ряда других авторов, которые полностью подтвердили результаты, полученные Как признание особых заслуг в открытии и изучении ритмических колебаний потенциалов мозга уже в 1934 году выходят первые работы, в которых они именуются “ритмами Бергера” (, , 1934). Введенное понятие “ритм ЭЭГ” зафиксировало принципиальный факт, состоящий в том, что по своей природе колебания биопотенциалов мозга представляют собой не моно-, а поличастотный процесс, период которого не остается постоянным даже в пределах одного полного колебания. Близкие частоты связывает, по-видимому, единство происхождения и функционального значения. Помимо периодических колебаний потенциала с частотой около 10 кол/сек, доминирующих в электрограммах спокойного бодрствования с закрытыми глазами, в электрической активности мозга человека описал и более высокочастотные низко-амплитудные колебания с частотой 20 — 25 кол/сек. Детальные исследования последующего периода позволили идентифицировать в спектре ЭЭГ человека колебания с частотами от 0,5 кол/сек до 30 (а иногда — 70 — 100) кол/сек. В этом частотном диапазоне в настоящее время выделяется, в целом, от 4 до 10 — 12 относительно независимых ритмов, основными из которых являются дельта (8), тета (0), альфа (а) и бета (Р). Как уже указывалось выше, для их названия были использованы буквы греческого алфавита, а колебания, описанные первыми, были названы , соответственно, “альфа” и “бета”. ЭЭГ человека претерпевает существенные изменения в онтогенезе, которые необходимо учитывать. Электрическая активность мозга ребенка приобретает черты, свойственные ЭЭГ взрослого человека, к 13 годам. Этот период иногда называют этапом созревания ЭЭГ. В течение последующих 35-40 лет ЭЭГ практически не изменяется, сохраняя присущие ей индивидуальные особенности. Последующие изменения в ЭЭГ наступают в пожилом возрасте (55-60) лет и связаны с деструктивными морфофункциональными перестройками в ЦНС. Многочисленные клинические наблюдения показывают, что при патологии мозга в ЭЭГ, характерной для “идеальной нормы”, могут появляться разнообразные генерализованные или локальные изменения (, , 1937, , 1949, Н. Jasper, , 1941, der Drift, , 1973, , , 1977, , , 1980, , , 1991). Это отдельная область электрофизиологии мозга (клиническая электрофизиология), и мы лишь кратко коснемся ее в ходе последующего изложения.

  • Вперёд

Способы записи

Биоэлектрические особенности мозга регистрируют такими способами. На первых этапах процедуры применяют обычный способ записи энцефалограммы, который с целью определения скрытых нарушений подразумевает использование провокационных проб. Обследуемый делает глубокие вдохи, открывает и закрывает глаза, ему светят в глаза фонариком.

Если такая процедура ЭЭГ головного мозга не дает нужных сведений, проводится депривация. Человек на время или полностью лишается сна. Для проведения подобных процедур и получения результатов людям не дают спать, пробуждают их за 2-3 часа до обычного времени подъема испытуемого.

Способы записи

Продолжительная запись ээг с регистрацией биоэлектрической активности мозга за период сна выполняется, когда специалист подозревает, что преобразования происходят во время сна.

Читайте также:  Когда можно умереть от депрессивного состояния?

Ночная ЭЭГ головного мозга позволяет получить больше информации. Запись проводится в стационаре. Исследование проводят еще в период бодрствования, пациента диагностируют, пока он спит. Если есть необходимость, проверка биоэлектрической активности проводится посредством наложения сверхштатных электродов и применения средств видеофиксации.

Под ЭЭГ монитроингом подразумевают продолжительную регистрацию на протяжении 2-х и более часов в период сна и выполнение ночной процедуры характеризуют, как ЭЭГ монитроинг. Такие способы требуют привлечения дополнительных технических устройств и денег. Больной все время находится в стационаре.

Способы записи

Основные ритмы мозга

В норме, в состоянии бодрствования в мозге генерируются лишь два ритма: альфа и бета волновой, занимающих в совокупности 70-100% всех ритмов.

Альфа волны имеют следующие характеристики: частота волн от 8 до 13 в секунду, амплитуда волны не более 50 мкВ. При этом комплексы альфа волн в идеальной норме должны комбинироваться в модуляции – комплексы волн с постепенно возрастающей амплитудой и постепенным дальнейшем угасанием, называемые веретенами.

Бета ритм имеет следующие характеристики: частота волны выше, достигает 14-30 герц, тогда как амплитуда не превышает 25-30 мкВ.

Патологические ритмы мозга представляются в основном дельта и тета волнами. Дельта волны имеют самую низкую частоту: 1-4 герца. Тогда как амплитуда этих волн варьирует очень широко, достигая сотен микровольт. В норме такие волны могут встречаться (но не занимать большую часть времени!) у человека во сне, детей до 6 лет. Превалирование данного ритма характерно для пациентов с черепно-мозговой травмой.

Тета-ритм имеет частоту от 4 до 8 колебаний в секунду. Амплитуда также варьирует широко и может достигать сотен микровольт. Характерен для детей младшего возраста. Мозг в этом состоянии способен к наилучшему усвоению поступающей информации, однако несимметричные тета-волны все же говорят в пользу патологии головного мозга.

Отдельно в ЭЭГ рассматриваются патологические комплексы и феномены. Так, к таким комплексам относятся вспышки альфа волн (высокоамплитудные колебания, имеющие все характеристики альфа-ритма), комплексы пик-волна и острая волна-медленная волна. Данные феномены нередко характерны для пациентов с ЭЭГ.

Генерализованные приступы ЭЭГ на записи оставляют очень характерные комплексы волн, так называемый паттерн ЭЭГ. Он представлен повторяющимися волнами определенной частоты, амплитуды, а также формы и зависит от типа приступа. Некоторые паттерны приступов представлены на рисунках.

Все ритмы и феномены мозга следует отличать от так называемых артефактов – помехах при съемке ЭЭГ. К таким помехам может приводить наводка электрической сети, движения электродов во время исследования, неполный контакт электрода с кожей, а также многие другие причины.

Причины нарушения БЭА

Нарушения активности головного мозга  может стать следствием:

  • инфекции;
  • изменения сосудов;
  • физических повреждений.

Основные причины:

  1. Травмы, сотрясение мозга. Они определяют степень патологии. Умеренные общемозговые изменения не нуждаются в долговременном приеме медикаментов и вызывают легкий дискомфорт. Более тяжелые травмы становятся причиной более серьезных нарушений.
  2. Воспаления ирритативного характера распространяются на мозговое вещество и спинномозговую жидкость. Изменения развиваются постепенно после менингита и энцефалита.
  3. Ранняя стадия атеросклероза сосудов становится источником незначительных диффузных изменений. Но в дальнейшем из-за плохого кровоснабжения начинает деградация нейронной проводимости.
  4. Облучение, химическая токсемия. Облучение тканей вызывает общие диффузные изменения. Результаты интоксикации сказываются на способности вести нормальный образ жизни.
  5. Сопровождающие диффузные нарушения. Они объясняются нарушениями работы гипоталамуса и гипофиза (частный случай — синдром пустого турецкого седла головного мозга).
Причины нарушения БЭА

Тяжесть травмы и длительность заболевания влияют на количество утраченных связей между нейронами.

Часто в результатах ЭЭГ можно видеть диагноз «признаки усиления восходящих активирующих влияний неспецифических средних структур». Он не имеет специфического генеза. Умеренно выраженная ирритация церебральных образований приводит к первичным изменениям.

Лидирующее место среди первопричин на сегодняшний день занимают серьезные физические повреждения. Диффузный оттек провоцирует ушиб мозга, появляющийся во время автоаварий при резком торможении. Врачи не дают гарантии полного выздоровления даже при отсутствии переломов и кровоизлияний.

Эту группу диффузных травм  называют аксональными, их относят к очень тяжелым. При резком снижении скорости происходит разрыв аксонов, так как растяжение клеточных структур не может компенсировать воздействие резкого торможения.  Лечение требует времени, но оно часто безрезультатно: развивается вегетативное состояние, так как клетки мозга перестают нормально функционировать.

Сколько длится процедура электроэнцефалограммы головного мозга?

Обычная энцефалограмма (рутинная ЭЭГ или диагностика пароксизмального состояния) занимает от 20 до 30 минут. В ходе обследования проводится ряд проб:

  • ритмичная фотостимуляция;
  • гипервентиляция;
  • нагрузка в виде медленного моргания.
Читайте также:  Для чего делают и как берут пункцию головного мозга

При необходимости оценить определенные функции мозга, специалист добавляет дополнительные тесты, о чем заранее сообщает пациенту. К таким тестам относятся:

  • сжатие пальцев в кулак;
  • нахождение в темноте;
  • лишение сна на определенный период;
  • мониторинг ночного сна.

Болезни, при которых изменения на ЭЭГ играет ключевую роль

Эпилепсия:

  • Большой судорожный припадок. На ленте ЭЭГ проявляются «спайки» – острые пиковые волны, которые идут одна за другой с частотой 5 Гц. Фоновый ритм обычный.
  • Эпилепсия у детей. Проявляются двойные спайковые волны, который имеют частоту 3 Гц, комбинирующиеся с ритмическими дельта-волнами.
  • Очаговые эпилептические приступы. На ЭЭГ фиксируются одиночные спайки, если регистрировать в височной коре.
  • Абсанс. Регистрируется гипсаритмия – временная хаотическая деятельность мозга, при котором исчезают нормальные волны.

Шизофрения. На ЭЭГ проявляются диффузные общемозговые изменения волн, при которых усиливается биоэлектрическая активность подкорковых отделов и снижается альфа-ритм. В лобных долях повышается амплитуда дельта-ритма, в лобных и височных – тета-ритм. При параноидной шизофрении наблюдается умеренно выраженная дезорганизация биоэлектрической активности.

При плюс-симптомах шизофрении (галлюцинации, бред) в лобных и височных отделах увеличивается амплитуда бета-волн, при минус-симптомах (апатоабулический синдром) наблюдается стойкая депрессия бета-волн.

Депрессия. Степень изменений электрической активности мозга зависит от выраженности заболевания. Так, при легкой депрессии, субдепрессии и дистимии на ЭЭГ наблюдаются признаки легкой дезорганизации биопотенциалов: повышается амплитуда альфа-волн. При дистимии регистрируется десинхронизация всех фоновых волн и изменение ритма.

Нейродегенеративные заболевания, в особенности старческая и сосудистая деменция. На картине ЭЭГ снижается выраженность альфа и бета-волн, появляются тета и дельта-ритмы. При звуковом и зрительном раздражении на ЭЭГ фиксируется снижение степени раздражимости мозга, то есть ирритативные изменения биоэлектрической активности.

Состояния, сопровождающиеся снижением кровообращения мозга. При закупорке сонной артерии нарушается динамика волн и их замедление. При крупной закупорке артерии на картине появляются тета-волны. Гематома мозга амплитуды волн снижаются на стороне кровоизлияния

Легкие диффузные изменения по типу дезорганизации отмечаются при аддиктивном поведении. Так, у зависимых людей на ЭЭГ регистрируется повышение активности дельта и тета-волн, и снижение альфа и бета-волн. Феномен ЭЭГ имеет объяснение: наркоманы и интернет-зависимые люди преимущественно находятся в «полусонном» и мечтательном состоянии, что отражается наличием дельта и тета-ритмов, в отличие от здоровых людей, у которых доминируют альфа-волны, отражающие «реалистичное» мышление.

Опухоли и кисты. Нарушение ритмов ЭЭГ регистрируются на стороне поражения – в зоне новообразования. В области проекции опухоли фиксируется депрессия альфа-волн и повышение амплитуды бета-волн. При опухоли в височной области на картине регистрируются бета-волны (90% всех волн), составляющие фоновую активность мозга.

Олигофрения. На электроэнцефалограмме отмечается незрелость альфа-ритма и внезапные приступы замедления ритмики фоновых волн.

Энцефалограмма как способ диагностики

Энцефалограмма определяет функционирование головного мозга в различных состояниях: во сне, бодрствовании, в работе умственной и физической. Это безвредный метод: он не влияет на организм, а только фиксирует изменения электрического поля. Как часто можно делать? Назначение метода не зависит от срока предыдущего исследования, поэтому его можно проводить даже каждый день.

Исследование назначается при подозрении на патологии головного мозга. Сделать энцефалограмму нужно при таких симптомах:

  • Судорожные припадки.
  • Частые обмороки.
  • Подозрение на опухоли.
  • Общемозговые симптомы, среди которых хроническая головная боль, головокружение, тошнота и рвота.
  • Вегетативные нарушения: сильное потоотделение, запоры, дрожание конечностей.
  • Расстройства когнитивной сферы: нарушение внимания, памяти, мышления.
  • Неспецифические симптомы: раздражительность, постоянная слабость, эмоциональная лабильность.
  • Нарушение кровообращения: атеросклероз сосудов головного мозга, геморрагический и ишемический инсульт.

Исследование также необходимо для плановой профилактики и людей специфических профессий. Например, выполняется энцефалограмма головного мозга для водительского удостоверения категории D и C – та сфера, где водители отвечают за людей и массивный груз.

Разновидность метода – ночная энцефалограмма. Процедура выполняется во время сна пациента. На сегодня это считается достоверным вариантом, который имеет наибольшую диагностическую ценность в исследовании заболеваний эпилептического ряда. Ночная процедура также помогает в диагностике расстройств инсомнического спектра: нарушение засыпания, глубокого сна, пробуждения, кошмарные сновидения и ужасы.

Противопоказания: нет. Метод безвредный. Но некоторые условия не позволяют провести исследование, например, открытые раны головы – место, куда нужно прикладывать электроды для регистрации электрического поля. Также энцефалограмму можно проводить при беременности.