7 Вопрос. Регистрация параметров магнитного поля мозга.

Электроэнцефалография— метод регистрации и анализа электроэнцефалограммы (ЭЭГ), т.е. суммарной биоэлектрической активности мозга. На ЭЭГ регистрируются электрические сигналы коры и подкорки.

ЭЭГ регистрируют с помощью наложенных на кожную поверхность головы (скальп) отводящих электродов, скоммутированных в единую цепь со специальной усилительной техникой. Увеличенные по амплитуде сигналы с выхода усилителей можно записать в памятькомпьютера для последующей статистической обработки. Для минимизации контактного сопротивления между электродом и скальпом на месте наложения электрода тщательно раздвигают волосы, кожу обезжиривают раствором спирта и между электродом и кожей кладут специальную электропроводную пасту. Регистрируется разность потенциалов между двумя точками (монтаж – в вопросе о регистрации ЭЭГ).Электрические токи в нервной системе порождают магнитные поля.

Магнитоэнцефалография—регистрация параметров магнитного поля, обусловленных биоэлектрической активностью головного мозга. Запись этих параметров осуществляется с помощью сверхпроводящих квантовых интерференционных датчиков и специальной камеры, изолирующей магнитные поля мозга от более сильных внешних полей. Прибор называется

магнетометром. МЭГ может быть представлена в виде профилей магнитных полей на поверхности черепа либо в виде кривой линии, отражающей частоту и амплитуду изменения магнитного поля в определенной точке скальпа. МЭГ дополняет информацию об активности мозга, получаемую с помощью электроэнцефалографии, т. к. электрическое и магнитное поля взаимоперпендикулярны, и при одновременной регистрации обоих полей можно получить взаимодополняющую информацию об исходном источнике генерации тех или иных потенциалов. Запись магнтитоэнцефалограммы происходит бесконтактно, поэтому при использовании МЭГ мы избавляемся от многих артефактов, которые могут возникнуть при записи ЭЭГ.

Еще один метод - транскраниальная магнитная стимуляция.

К определенному месту головы испытуемого подводят электромагнитную катушку, которая порождает переменное магнитное поле, а в нервной ткани создается электрическое поле, из-за этого нейроны начинают генерировать потенциалы действия, которые дальше передаются в соответствующие места по нервным путям. Обычно стимулируют моторную кору, при этом снимают миограмму с того места, с которым связана данная область моторной коры. Все это позволяет провести диагностику двигательной системы (определить пороги моторных реакций, время проведения нервного импульса, амплитуду 

8 Вопрос. Электромиография. Электроокулография. Электрическая активность кожи.

1. Электромиография (Electromyography)

Электромиография (Electromyography) - метод регистрации электрической активности мышц с помощью электродов, вводимых в мышечные волокна. Получаемая кривая регистрируется на осциллографе. Данный метод применяется для диагностики различных нервно-мышечных заболеваний, а также позволяет оценить достигнутое улучшение в ходе лечения некоторых форм паралича.

Электромиография - это регистрация суммарных колебаний потенциалов. Возникающих как компонент процесса возбуждения в области нервно-мышечных соединений и мышечных волокнах при поступлении к ним импульсов от мотонейронов спинного или продолговатого мозга, в настоящее время применяются различные варианты подкожных (игольчатых) и надкожных (поверхностных) электродов. Последние в силу их атравматичности и лёгкого наложения имеют более широкое применение.

Обычно пользуются биполярным отведением, помещая один электрод на участке кожи над серединой ("двигательной точки") мышцы, а второй на 1 - 2 см дистальнее. При монополярном отведении один электрод помещают над "двигательной точкой" исследуемой мышцы, второй - над её сухожилием или на какой-нибудь отдалённой точке (на мочке уха, на грудине и т.д.). Требование к электродам и их наложению такие же, как и при наложении электроэнцефалографических ли электроокулографических электродов.

Во время покоя скелетная мускулатура всегда находится в состоянии лёгкого тонического напряжения, что проявляется на электромиограмме (ЭМГ) в виде низко амплитудных колебаний. Даже при локальном отведении электроактивности от расслабленной мышцы полное отсутствие колебаний потенциала в определённой двигательной единице (мышечном волокне) отсутствует; обычно наблюдаются колебания частотой 6 - 10 Гц. При готовности к движению, мысленному его выполнению, при эмоциональном напряжении и других подобных случаях, т.е. в ситуациях, не сопровождающихся внешне наблюдаемыми движениями, тоническая ЭМГ возрастает как по амплитуде. Так и по частоте. Например, чтение "про себя" сопровождается увеличением ЭМГ активности мышц нижней губы, причем, чем сложнее или бессмысленнее текст, тем выраженнее ЭМГ. При мысленном письме у правшей усиливается мышечная активность поверхностных сгибателей правой руки, выявляемых на ЭМГ.

Произвольное движение сопровождается определённой последовательности активаций различных мышц: амплитуда одних мышц увеличивается до движения, других - в процессе движения. Амплитуда и частота ЭМГ, прежде всего, определяется количеством возбужденных двигательных единиц, а также степенью синхронизации развивающихся в каждой из них колебаний потенциала. Амплитуда ЭМГ нарастает градуально. Это, по-видимому, связано с тем, что сначала активируются обладающие большей возбудимостью двигательные единицы, а затем вместе с ними начинают активироваться и другие двигательные единицы. ЭМГ становится особенно информативной в комплексе с другими показателями.

2. Электроокулография (Electrooculography)

Электроокулография (Electrooculography) - электрический метод регистрации движений глаза. Тонкие электроды прикрепляются к коже у внутреннего и наружного углов глаза, и в процессе движения глаза производится регистрация изменения потенциала между этими электродами. Измерение потенциала покоя также позволяет судить о состоянии сетчатки глаза.

Наиболее распространённым методом регистрации движений глаз является электроокулография. По сравнению с другими окулографическими методами, такими, как фотооптический, фотоэлектрический и электромагнитный, электроокулография исключает контакт с глазным яблоком, может проводиться при любом освещении и тем самым не нарушает естественных условий зрительной активности. В основе электроокулографии лежит дипольное свойство глазного яблока, - его роговица имеет положительный заряд относительно сетчатки. Электрическая и оптическая оси глазного яблока практически совпадают, и поэтому электроокулограмма (ЭОГ) может служить показателем направления взора. При движении глаз угол его электрической оси изменяется, что приводит к изменению потенциалов. Наводимых диполем глазного яблока на окружающие ткани. Именно эти потенциалы регистрируются электроокулографическим методом.

Две пары неполяризующихся отводящих электродов с электропроводной пастой накладывают на обезжиренные участки кожи в следующих точках: а) около височных углов обеих глазных щелей - для регистрации горизонтальной составляющей движений; б) посередине верхнего и нижнего края глазной впадины одного из глаз - для регистрации вертикальной составляющей движений. Контактное сопротивление на электродах, как правило, позволяет избегать артефактов от ЭЭГ и мышечной активности. Потенциалы, снимаемые между электродами в каждой паре, усиливается и поступает на монитор, а затем записываются на магнитные носители магнитофона или ЭВМ.

Линия на ЭОГ при неподвижном взоре, направленном прямо, принимается за нулевую. При повороте глаз вправо на электроде, расположенном на височном углу правого глаза, потенциал становится положительным по отношению к нулевой линии, а на электроде слева - отрицательным. При повороте глаз влево это соотношение потенциалов на электродах меняется. При направлении взора вверх на электроде, расположенном на верхнем крае глазной впадины, потенциал становится положительным по отношению к нулевой линии, а на электроде нижнего края - отрицательным. Амплитуда движений глаз в данном случае измеряется в милливольтах, но после проведения калибровочных движений глаз, т.е. движений одной точки на другую с известным расстоянием в угловых градусах. Итак, по смещению регистрируемых потенциалов горизонтальной и вертикальной составляющих можно определить направление, а по величине этих смещений - величину углового смещения оптических осей глаз.

Движения глаз, особенно вертикальные, а также моргание вызывают выраженные артефакты в ЭЭГ. Поэтому регистрация ЭЭГ без регистрации ЭОГ в психофизиологических экспериментов считается недопустимой ошибкой.

3.Электрическая активность кожи

Методы регистрации. В настоящее время ЭАК объединяет целый ряд показателей: уровень потенциала кожи, реакция потенциала кожи, спонтанная реакция потенциала кожи, уровень сопротивления кожи, реакция сопротивления кожи, спонтанная реакция сопротивления кожи. В качестве индикаторов стали использоваться также характеристики проводимости кожи: уровень, реакция и спонтанная реакция. Во всех трех случаях "уровень" означает тоническую составляющую ЭАК, т.е. длительные изменения показателей; "реакция" — фазическую составляющую ЭАК, т.е. быстрые, ситуативные изменения показателей ЭАК; спонтанные реакции — краткосрочные изменения, не имеющие видимой связи с внешними факторами.

Происхождение и значение ЭАК. Возникновение электрической активности кожи обусловлено, главным образом, активностью потовых желез в коже человека, которые в свою очередь находятся под контролем симпатической нервной системы.

У человека имеется 2-3 миллиона потовых желез, но количество их на разных участках теле сильно варьирует. Например, на ладонях и подошвах около 400 потовых желез на один квадратный сантиметр поверхности кожи, на лбу около 200, на спине около 60. Выделение железами пота происходит постоянно, даже когда на коже не появляется ни капли. В течении дня выделяется около полулитра жидкости. При исключительно сильной жаре потеря жидкости может достигать 3,5 литра в час и 14 литров в день.           Существует два типа потовых желез: апокринные и эккринные.           Апокринные, расположенные в подмышечных впадинах и в паху, определяют запах тела и реагируют на раздражители, вызывающие стресс. Они непосредственно не связаны с регуляцией температуры тела.           Эккринные расположены по всей поверхности тела и выделяют обычный пот, главными компонентами которого являются вода и хлористый натрий. Их главная функция — терморегуляция, т.е. поддержание постоянной температуры тела. Однако те эккринные железы, которые расположены на ладонях и подошвах ног, а также на лбу и под мышками — реагируют в основном на внешние раздражители и стрессовые воздействия.           В психофизиологии электрическую активность кожи используют как показатель "эмоционального" потоотделения. Как правило, ее регистрируют с кончиков пальцев или ладони, хотя можно измерять и с подошв ног, и со лба. Следует сказать, однако, что природа КГР, или ЭАК, еще до сих пор не ясна.