Значение электроэнцефалографии в психофизиологических исследованиях - Реферат

Электроэнцефалография (ЭЭГ) - метод исследования деятельности головного мозга животных и человека; основан на суммарной регистрации биоэлектрической активности отдельных зон, областей, долей мозга. Мало кто знает, что уже 9 лет спустя электрическую активность мозга при помощи телефона изучал Николай Введенский (буквально слушая в телефон помехи, создаваемые электрической активностью мозга). Первый шаг к записи ЭЭГ сделал Владимир Правдич-Неминский , который в 1912 году с использованием гальванометра, который сконструировал для ЭКГ Виллем Эйнтховен, получил электроцереброграмму собаки, снятую напрямую с мозга. Бергер стал учеником (а потом и ассистентом - с 1897 года) известного физиолога Отто Людвига Бинсвангера, открывшего мультиинфарктную деменцию (болезнь Бинсвангера). Какое-то время Бергер пытался нащупать связь между деятельностью мозга и психическими функциями, измеряя мозговую пульсацию через дыру в черепе.Преимущества ЭЭГ заключаются в следующем: она довольно проста в использовании, дешева и не связана с воздействием на испытуемого (неинвазивна). ЭЭГ может быть зарегистрирована около кровати пациента и использоваться для контроля стадии эпилепсии, длительного мониторинга мозговой активности. ЭЭГ может показать один из основных параметров работы нервной системы - свойство ритмичности, которое отражает согласованность работы разных структур мозга.

Оглавление

Введение

История метода электроэнцефалографии

Суть метода электроэнцефалографии

Заключение

Список использованной литературы

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

Работа мозга сопровождается электрической активностью, которую можно записать в виде электроэнцефалограмм. ЭЭГ дает интегральную запись деятельности мозга. Следует заметить, что мы не говорим о «чтении мыслей», а о механизмах, используемых для обработки информации. Например, специалисты, занимающиеся наладкой и ремонтом компьютеров, прекрасно понимают "язык" электронных схем. Но это не говорит о том, что такой специалист знает, о чем «думает» компьютер, специалист сможет сказать только одно - правильно работает компьютер или неправильно. И ни один из них, глядя только на экран осциллографа, на показания других измерительных приборов, не зная схемы машины, принципов ее работы, не сможет сказать, какую же задачу она решает: то ли она вычисляет корень квадратного уравнения, то ли обрабатывает платежную ведомость.

Электрическая активность мозга мала и выражается в миллионных долях вольта; ее можно зарегистрировать лишь при помощи специальных высокочувствительных приборов и усилителей, которые называются электроэнцефалографами.

История метода электроэнцефалографии

Факт электрической активности мозга зафиксировал в 1875 году Ричард Катон. Мало кто знает, что уже 9 лет спустя электрическую активность мозга при помощи телефона изучал Николай Введенский (буквально слушая в телефон помехи, создаваемые электрической активностью мозга). Но эти эксперименты еще не были электроэнцефалографией, поскольку слово состоит из трех корней: «электро» «мозг» «пишу».

Первый шаг к записи ЭЭГ сделал Владимир Правдич-Неминский , который в 1912 году с использованием гальванометра, который сконструировал для ЭКГ Виллем Эйнтховен, получил электроцереброграмму собаки, снятую напрямую с мозга.

Владимир Правдич-Неминский

Впервые снять электроэнцефалограмму человека напрямую с черепа удалось Хансу Бергеру

Бергер родился в городке Нойзес, сейчас ставший частью более крупного города Кобурга 21 мая 1873 года. Сын врача, он тоже пошел по медицинской линии. Впрочем, сначала он попытался учиться астрономии в Университете Йены, но понял, что это - не его, и перевелся на медицинский факультет.

Отто Бинсвангер

Бергер стал учеником (а потом и ассистентом - с 1897 года) известного физиолога Отто Людвига Бинсвангера, открывшего мультиинфарктную деменцию (болезнь Бинсвангера). Именно Бинсвангер и его ассистенты - Оскар Фогт и Корбиниан Бродманн - повлияли на то, чтобы Бергер занялся изучением мозга и локализацией его функций.

Корбиниан Бродманн

Какое-то время Бергер пытался нащупать связь между деятельностью мозга и психическими функциями, измеряя мозговую пульсацию через дыру в черепе. Но разочаровался в экспериментах.

Нужно сказать, что в Хансе Бергере сочетались четкий материализм и вера в парапсихологические явления. И главная его цель состояла в том, чтобы найти физические основы паранормального. Особенно интересовала Бергера телепатия. И именно интерес к телепатии привел ученого к работе с электрической активностью мозга.

Уже в 1902 году он пытается измерить электрическую активность открытого мозга капиллярным электромером Липпмана. Потом - гальванометром Эдельмана. Но восемь лет работ - и все тщетно.

Бергер не отчаивается и изучает работы Катона, поляка Адольфа Бека и Правдич-Неминского. И решает работать до тех пор, пока не получится. Бергер никому и ничего не говорил. Он патологически боялся конкурентов, и становился все более нелюдимым и замкнутым.

Исследователь экспериментировал в свободное от работы время, подкалывая испытуемым электроды под кожу. С одним пациентом начало получаться - но у него оказалась дыра в черепе, заросшая.

Бергер сконструировал собственный прибор - и, благодаря его скрупулезности, мы знаем, когда родилась электроэнцефалография. 6 июля 1924 года записана первая ЭЭГ человека.

Одна из первых ЭЭГ в истории

Бергер для записи ЭЭГ с поверхности скальпа применял свинцовые, цинковые и платиновые электроды, а в качестве референта использовалась серебряная ложечка, помещенная в рот пациента. Посредством подключения к осциллографу, Бергер получал визуальное изображение биоэлектрической активности на мониторе.

Бергер сделал 73 записи ЭЭГ своего пятнадцатилетнего сына Клауса. Первая выявленная им частота мозговых электрических колебаний лежала в диапазоне 10 Гц и варьировала от 8 в 12 Гц. Сейчас они называются альфа-ритмами. Открыл Бергер и бета-ритмы. Параллельно, как честный ученый, он был вынужден признать, что никакой телепатии ему зафиксировать не удалось.

Пять лет проверок - и в 1929 году Бергер обнародовал новый метод. Известность пришла не сразу. Частично популяризации метода способствовал Сэр Дуглас Эдриан .

Эдгар Дуглас Эдриан

Эдриан, ставший уже в 1932 году нобелевским лауреатом, заинтересовался работами Бергера, полностью их перепроверил и использовал весь свой авторитет для того, чтобы и метод, и сам Бергер получили признание.

В 1937 Бергера пригласили принять участие в симпозиуме по биоэлектрической активности головного мозга на конгрессе психологов в Париже. Бергер был избран председателем конгресса вместе с Эдрианом. Его приняли с большим почетом, как настоящую научную рок-звезду. Известно даже то, что Бергер со слезами на глазах воскликнул: «У себя в Германии я не столь знаменит».

Увы, не всегда мы можем говорить одинаково хорошо о научных достижениях ученого и о самом ученом, как о человеке. Уже во время работы над ЭЭГ Бергер слыл не самой приятной личностью. Однако совсем неприглядными выглядят в свете ставших известными в XXI веке документов последние годы жизни Бергера. Его дневник, как оказалось, пестрил антисемитскими высказываниями, а сам Бергер работал некоторое время экспертом в так называемом Erbgesundheitsgericht, нацистском «Суде генетического здоровья», приговорившем 400000 «генетически неполноценных» к стерилизации. Более того, Бергер был членом СС, и когда в 1941 году известный адепт расовой гигиены Карл Астель пригласил Бергера снова поработать в генетическом суде, тот ответил: «Я с радостью готов снова работать в качестве эксперта в «Суде генетического здоровья» в Йене, за что благодарю вас».

Однако - не суждено. Бергер давно страдал серьезной депрессией, к которой прибавилось измучившее его кожное заболевание, и 1 июня 1941 года он пришел на работу и повесился в южном крыле своей клиники.

И финальный штрих к истории первой в мире ЭЭГ. Как мы помним, первые принципы ЭЭГ были изучены, и сама первая ЭЭГ сняты на сыне Бергера - Клаусе. В 1939 году он был подающим надежды геологом, но пошел в нацистскую армию. Был награжден за польскую кампанию и… сложил голову под Ленинградом 26 ноября 1941 года.

Бергер не получил Нобелевскую премию, но номинировался на нее. Шесть раз. Трижды - посмертно, хотя статус премии запрещает посмертное присуждение. Последний раз Бергера номинировали в 1950 году. Видимо, Вторая Мировая настолько смешала все карты, что европейские коллеги просто не знали, что создатель ЭЭГ уже завершил свои счеты с жизнью.

Суть метода электроэнцефалографии

Существует два способа регистрации ЭЭГ: биполярный и монополярный. При биполярном отведении регистрируется разность потенциалов между двумя активными электродами. Этот метод используют в клинике для диагностики локализации патологического очага в мозге. В психофизиологии используют метод монополярного отведения. Один электрод располагают над изучаемым участком мозга, другой на мочке уха или сосцевидном отростке, где электрические процессы минимальны и их можно принять за ноль.

Для сопоставления ЭЭГ результатов, полученных в лабораториях стран мира, потребовалось создание единой стандартной системы наложения электродов, получившей название системы «10-20». В соответствии с этой системой, психофизиологии обязаны сделать три измерения черепа у исследуемого: 1. Продольный размер черепа - расстояние от переносицы до затылочного бугра.

2. Поперечный размер черепа - расстояние между наружными слуховыми проходами.

3. Длина окружности головы, измеренная по этим же точкам.

Данные размеры используются для вычерчивания сетки, в местах пересечения которой накладывают электроды. Электроды, расположенные по средней линии, отмечают индексом Z; отведения электродов от левой половины головы нумеруют нечетными индексами, от правой половины головы нумеруют четными индексами.

Отведения электродов в системе «10-20»: 1. фронтальные (лобные) F1…

2. центральные С1…

3. париетальные (теменные) Р1…

4. темпоральные (височные) Т1…

5. окципитальные (затылочные) О1…

На сегодняшний день запись результатов ЭЭГ осуществляется с помощью ЭВМ. Использование компьютера позволяет снизить вероятность ошибки в момент прикрепления электродов к черепу испытуемого, т.к. перед основной записью проводится исследование качества прикрепления электродов. Удобным инструментом исследователя становится также возможность устранения артефактов записи (таких как моргание, чихание и глотание) в автоматическом режиме, используя своеобразную «библиотеку» артефактов программного обеспечения для записи и расшифровки ЭЭГ.

Типология ритмов, используемых для диагностики:

У здоровых людей в состоянии бодрствования в затылочных областях мозга, ответственных за зрительную память и ориентацию в пространстве, регистрируется альфа-ритм с частотой от 8-13 Гц. Впервые данный ритм был зарегистрирован и описан Гансом Бергером под названием альфа-ритм. Очень важно отметить, что при атрофии зрительного нерва, многолетней или врожденной слепоте альфа-ритм исчезает. Но в теменной области, ответственной за тактильную память, хорошо развитую у слепых - компенсирующей потерю зрения, появляется близкий по частоте к альфа-ритму - мю-ритм. В эксперименте мы можем наблюдать смену альфа-ритма на мю-ритм, пациенту завязывают глаза и предлагают на ощупь определить знакомые нам предметы.

У лиц, страдающих расстройством зрительной памяти и ориентации в пространстве, блуждающих и теряющихся на улицах города, альфа-ритм едва прослеживается, ввиду торможения в затылочной области. После курса магнитотерапии на затылочную область восстанавливается зрительная ориентация в пространстве и альфа-ритм.

У лиц со слуховой, музыкальной памятью, музыкантов, композиторов в левой височной области, ответственной за данный вид памяти, регистрируется близкий по частоте к альфа-ритму - Каппа-ритм.

У испытуемых при исполнении музыкального произведения по памяти, мы легко отслеживаем смену альфа-ритма на Каппа-ритм.

Феноменальной слуховой памятью обладал композитор Моцарт. В 14-летнем возрасте он попал в Рим, где в соборе Святого Петра услышал произведение церковной музыки. Ноты хранились в величайшем секрете и составляли тайну папского двора. Молодой Моцарт, придя домой, по памяти воспроизвел услышанную музыку. Много лет спустя, удалось сопоставить запись Моцарта с подлинником нот, как оказалось, в нотах Моцарта не было ни единой ошибки.

Что же представляет собой ЭЭГ танцоров, фигуристов переполненных эмоциями прекрасно владеющих слуховой, зрительной, двигательной памятью? Стоит зазвучать музыке и во всех областях мозга появляется Бетта-ритм, колебания в диапазоне от 14 до 30 Гц.

Бетта-ритм мы наблюдаем во время парадоксальной фазы сна с быстрыми движениями глазных яблок, разговорной речью. Родители в данной ситуации, встревоженные бурными проявлениями сна, спешат разбудить и успокоить ребенка, объяснив, что это всего лишь сон. Бетта-ритм мы наблюдаем и при редко встречаемой патологии снохождения (сомнамбулизме), требующего врачебного вмешательства и родительского контроля за ребенком.

У лиц со словесно-логическим, зрительно-логическим типом памяти, медленно входящих в работу, умеющих длительно, без утомления поддерживать сосредоточенность и внимание, на ЭЭГ вычерчивается особый Гамма-ритм с частотой более 30 Гц.

У водителей, летчиков, военных, спасателей, врачей, чей труд нередко связан со значительным эмоциональным напряжением, требующего немедленного принятия решения, регистрируется Тета-ритм с частотой от 4 до 8 Гц.

У спокойно сидящего человека на ЭЭГ регистрируется Дельта-ритм. В первую фазу медленного сна, длящуюся 90-100 минут, биохимическая и электрическая активность близки к бодрствованию, и человек успешно усваивает слуховую информацию. Это позволило студентам, обладающим слуховой памятью, усваивать иностранные языки в более короткие сроки.

В дневное время во время бодрствования Дельта-ритм говорит об опухоли коры головного мозга.

ЭЭГ позволяет следить за активностью различных отделов головного мозга при решении задач, счете в уме, выполнении задач на объем кратковременной памяти, выявлять причины забывчивости или прогрессирующего ухудшения памяти.

электроэнцефалография мозг ритм диагностика

Преимущества ЭЭГ заключаются в следующем: она довольно проста в использовании, дешева и не связана с воздействием на испытуемого (неинвазивна). ЭЭГ может быть зарегистрирована около кровати пациента и использоваться для контроля стадии эпилепсии, длительного мониторинга мозговой активности.

Но имеется еще одно, не такое очевидное, но очень ценное преимущество ЭЭГ. Фактически, ПЭТ и ФМРТ основаны на измерении вторичных метаболических изменений в ткани мозга, а не первичных (то есть электрических процессов в нервных клетках). ЭЭГ может показать один из основных параметров работы нервной системы - свойство ритмичности, которое отражает согласованность работы разных структур мозга. Следовательно, при записи электрической (а также магнитной) энцефалограммы, нейрофизиолог имеет доступ к фактическим механизмам обработки информации мозга. Это помогает обнаружить схему процессов, задействованных мозгом, показывая не только «где», но и «как» информация обработана в мозге. Именно эта возможность делает ЭЭГ уникальным и безусловно ценным методом диагностики не только патологических состояний, но и функциональных особенностей головного мозга испытуемого.

1. Александров Ю.И. Психофизиология. Питер, 2007.

2. Бехтерева Н.П. Нейрофизиологические аспекты психической деятельности. Л.: Наука, 1971.

3. Данилова Н.Н. Психофизиология. М.: Аспект-Пресс, 2002.

4. Кузин В.С. Психология. М, 1999.

5. Лурия А.Р. Маленькая книжка о большой памяти. М.: МГУ, 1968.

6. Маклаков А.Г. Общая психология. Питер, 2005.

7. Столяренко Л.Д. Основы психологии. Ростов-на-Дону: «Феникс», 2003.

8. Сергеев Б.Ф. Тайны памяти. М, 1974.

Размещено на .ru