Điện não đồ của não - nguyên tắc hoạt động và phương pháp ứng dụng

Nếu một người đang ở trạng thái nghỉ ngơi về tinh thần và thể chất, đặt các điện cực lên đầu và thông qua bộ khuếch đại kết nối chúng với thiết bị ghi âm, thì bạn có thể bắt được rung động điện… Những rung động này bắt nguồn từ vỏ não và có liên quan đến hoạt động thần kinh đặc biệt. Chúng cũng được ghi lại trực tiếp từ não khi hộp sọ được mở ra trong quá trình phẫu thuật.

Sự hiện diện của các dao động điện xảy ra tự phát, nhịp nhàng trong não được xác định vào năm 1875 bởi nhà sinh lý học người Nga V. Ya. Danilevsky và nhà khoa học người Anh Richard Cato, độc lập với nhau, thử nghiệm trên động vật với hộp sọ mở.

Sau đó, người ta đã chứng minh rằng có thể ghi lại các dòng điện của não qua da và xương của hộp sọ nguyên vẹn. Điều này làm cơ sở cho việc chuyển sang nghiên cứu những hiện tượng này ở người.

Đặc điểm thú vị nhất của các rung động điện của não người là đặc điểm của chúng, nhịp điệu gần như đều đặn với tần số khoảng 10 Hz - đây được gọi là sóng alpha.Trong nền của chúng, có thể nhìn thấy các dao động thường xuyên hơn - sóng beta ở 13 - 30 Hz và sóng gamma ở 60 - 150 Hz trở lên. Dao động chậm hơn cũng được quan sát thấy - sóng 1 - 3 - 7 Hz.

Dạng sóng điện của não được gọi là điện não đồ và nhánh điện sinh lý học nghiên cứu các mô hình hoạt động điện trong não được gọi là điện não đồ (EEG). Điện não đồ dùng để phân tích toán học Fourier.

Điện não đồ có tầm quan trọng lớn đối với các nghiên cứu lý thuyết về hoạt động của não, cũng như cho các mục đích thực tế để chẩn đoán các bệnh về não.

Để bảo vệ đối tượng khỏi các trường điện từ bên ngoài, nó được đặt trong một căn phòng được che chắn. Các nguồn gây ra lỗi trong quá trình thu nhận điện não đồ: điện thế của da và cơ, điện tâm đồ, nhịp đập của động mạch, chuyển động của điện cực, chuyển động của mí mắt và mắt, và tiếng ồn của bộ khuếch đại.

Điện não đồ tốt nhất thu được từ một người hoàn toàn nghỉ ngơi: một người đang ngồi hoặc nằm tốt hơn (nhưng không ngủ) trong phòng tối cách âm có màn che ở tư thế thoải mái, cách ly với các kích thích bên ngoài và hoàn toàn nghỉ ngơi.

Hoàn cảnh này rất quan trọng. Thường ở những người lần đầu đến nghiên cứu, rất khó ghi điện não đồ do tâm lý cảnh giác, sợ hãi trước môi trường bất thường.

Mọi người khác nhau về đặc điểm điện não đồ vốn có của họ. Ở một số người, rất dễ dàng phát hiện nhịp điệu chính xác của sóng alpha, ở những người khác, nó hoàn toàn không được ghi lại.

Điện não đồ cũng khác nhau về hình dạng, biên độ, thời lượng, tính đều đặn của sóng alpha, cũng như vị trí, số lượng và cường độ của các sóng khác - beta, delta và gamma.

Thật thú vị khi lưu ý đến sự không đổi đáng ngạc nhiên của các đặc điểm cơ bản của điện não đồ người, được thiết lập bởi các nghiên cứu lặp đi lặp lại trong nhiều tháng.

Thông thường, có thể biết trước điện não đồ thông thường sẽ được thiết lập trong bao lâu đối với một đối tượng được nghiên cứu kỹ lưỡng và các đặc điểm đặc trưng của đối tượng đó là gì. Tuy nhiên, cùng với sự không thay đổi lớn của các đặc điểm khác biệt trên điện não đồ cá nhân của một người khỏe mạnh, cũng có sự thay đổi sinh lý lớn của nó, ngay cả trong cùng một ngày.

Một điều kiện không thể thiếu để có được điện não đồ thông thường của một người là trạng thái nghỉ ngơi đặc biệt của bộ não khi thức. Có thể hiểu được mức độ khó khăn để đạt được điều này trong trạng thái tràn đầy năng lượng, tắt hoạt động của não.

Bằng cách quan sát hàng giờ, ngày này qua ngày khác, các rung động điện xảy ra trong vỏ não của một người, người ta có thể thấy rằng não thường giống như một tấm gương, phản chiếu những gì người ta đang làm vào lúc này.

Đôi khi nhịp điệu thông thường của não đột nhiên biến mất hoặc dao động tần số cao xuất hiện hoặc các dòng cơ đặc biệt xuất hiện. Nó có nghĩa là người đó đã nghĩ về điều gì đó, thực hiện một số chuyển động, tưởng tượng ra điều gì đó. Sự dao động của điện não đồ phản ánh sự dao động về tính dễ bị kích thích của hệ thần kinh trung ương.

Nếu bạn yêu cầu một người thực hiện một số công việc trí óc, chẳng hạn như giải quyết một vấn đề đại diện cho một tình huống khó khăn, thì bạn có thể quan sát thấy sự biến mất của nhịp điệu đều đặn của sóng alpha và sự xuất hiện của các dao động tần số cao. Trong quá trình làm việc trí óc cường độ cao, sóng alpha được thay thế bằng các lần phóng điện tần số cao 500-1000 Hz, kéo dài trong suốt thời gian hoạt động trí óc, sau khi chấm dứt sóng alpha được phục hồi.

Các dao động tần số cao liên quan đến hoạt động trí óc có thể tồn tại trong một thời gian dài. Ở một học sinh thường thiết lập nhịp não bình thường, việc ghi lại điện não đồ trở nên khó khăn - chỉ quan sát thấy các dao động tần số cao. Hóa ra là anh ấy đang bận chuẩn bị cho kỳ thi vào những ngày không phải làm thí nghiệm.

Ở một đối tượng khác, người có điện não đồ bình thường đều đặn dễ dàng một cách đáng ngạc nhiên, chỉ quan sát thấy các dao động tần số cao một lần. Hóa ra anh ấy đã vẽ trong hai giờ trước khi thí nghiệm.

Nói chung, nhịp điệu bình thường của sóng alpha là đặc trưng của não người ở trạng thái bình tĩnh và các dao động tần số cao, sóng beta và gamma, có liên quan đến hoạt động của nó.

Hoạt động nhịp nhàng của não, ngoài khu vực vận động, bắt đầu ở một người chỉ một tháng sau khi sinh; dường như nó phát triển đồng thời với hoạt động của vỏ não khi đứa trẻ bắt đầu nhận biết và nắm bắt các đồ vật.

Vì ở độ tuổi này khác với người lớn nên điện não đồ dần thay đổi, chỉ đến 11-12 tuổi thì mới đạt chuẩn của người lớn.Hoạt động nhịp nhàng của não vẫn tiếp tục trong giấc ngủ, nhưng thay đổi, trở nên đơn giản hơn và xuất hiện những rung động chậm, nhịp nhàng.

Thật thú vị khi lưu ý rằng nhịp điệu của bộ não người ngủ không bị xáo trộn, chẳng hạn như tiếng ồn của ô tô từ phòng bên cạnh hoặc tiếng còi từ đường phố, nhưng nếu nghe thấy âm thanh trong phòng, ví dụ: ví dụ, tiếng giấy sột soạt, liên quan đến việc có ai đó trong phòng. Bộ não của người ngủ thay đổi. Điều này là do sự hiện diện của «các điểm quan sát của não», được đánh thức trong khi một người đang ngủ.

Với sự trợ giúp của phương pháp điện não đồ, có thể quan sát và ghi lại một cách khách quan những thay đổi phức tạp này trong hoạt động của não liên quan đến một cảm giác chủ quan nhất định.

Trong bệnh não, sóng có hình dạng và thời gian đặc biệt xuất hiện. Trong u não xuất hiện các sóng chậm có tần số 1-3 Hz mà ông gọi là sóng delta. Sóng delta được ghi lại khi thu được từ điểm trên hộp sọ ngay phía trên khối u, trong khi khi thu được từ các vùng khác của não không bị khối u thu được, sóng bình thường được ghi lại. Sự xuất hiện của sóng delta ở phần não bị ảnh hưởng bởi khối u được xác định là do sự thoái hóa của vỏ não ở nơi này.

Bằng cách này, điện não đồ giúp nhận ra sự hiện diện của khối u và vị trí chính xác của nó. Sóng delta trong điện não đồ cũng được tìm thấy trong các tình trạng bệnh lý khác của não.

Trong một số chấn thương: sóng delta bệnh lý được quan sát thấy trên điện não đồ nhiều năm sau chấn thương đầu.

Nhịp điệu của bộ não con người thay đổi hoặc biến mất hoàn toàn khi mất ý thức do nhiều nguyên nhân khác nhau, chúng thay đổi khi thiếu oxy.Vì vậy, trong các thí nghiệm nghiên cứu tác động của việc hít thở hỗn hợp không khí có tỷ lệ oxy giảm, trong đó gây mất ý thức , các nhóm sóng giống như gai nhọn, có điện áp đặc biệt, được ghi lại, như thể não bị mất một loại phanh nào đó.

Các sóng chậm co thắt tương tự đã được ghi nhận ở những người bất tỉnh do chấn động ngay sau khi bị chấn thương đầu. Trong một số bệnh về não, điện thế tần số cao được đăng ký (ví dụ, trong bệnh tâm thần phân liệt) hoặc trong sự xen kẽ của sóng và sóng chậm (trong bệnh động kinh).

Phương pháp ghi điện não rất cần thiết cho việc chẩn đoán và nghiên cứu các bệnh về não. Về tầm quan trọng lý thuyết, điện não đồ, cho phép ghi lại trạng thái dễ bị kích thích của vỏ não, mở ra khả năng tiếp cận nghiên cứu trực tiếp về các quá trình kích thích và ức chế trong não người, tỷ lệ được coi là cơ chế chính của hoạt động thần kinh .