Elektroencefalografia
Po raz pierwszy potencjały elektryczne mózgu człowieka zarejestrował w 1929 r. niemiecki psychiatra Hans Berger. Jego doświadczenia nie znalazły od razu uznania. Dopiero angielski neurofizjolog Edgar Douglas Adrian wykazał w 1934 r., że potencjały elektryczne mózgu można zarejestrować, przystawiając elektrody do skóry na głowie.
W zależności od miejsca, z którego odbiera się potencjały bioelektryczne mózgu, mają one różną amplitudę i występują z różną częstotliwością. Każdy człowiek ma indywidualny zapis potencjałów elektrycznych mózgu, choć jednocześnie zapisy z poszczególnych okolic różnią się. Potencjały elektryczne zarejestrowane na przesuwającej się taśmie papieru z prędkością 30 mm/s, przy wzmocnieniu 10 μV = l mm, mają postać fal o różnej amplitudzie i częstotliwości. Wyróżnia się fale: α (alfa), β (beta), θ (theta) i δ (delta). Fale alfa występują przeważnie w okolicy ciemieniowo-potylicznej, z częstotliwością od 8 do 13 Hz, o amplitudzie od 30 do 100 μV, fale beta zaś w okolicy czołowej, z częstotliwością od 14 do 60 Hz, o amplitudzie mniejszej niż 30 uV. Amplituda fal beta jest zawsze niższa w porównaniu z amplitudą fal alfa. Fale alfa i beta są to zasadnicze rodzaje fal rejestrowane u człowieka czuwającego, spoczywającego, siedzącego lub leżącego nieruchomo, z zamkniętymi powiekami.
Poza podstawowymi falami alfa i beta w elektroencefalogramie człowieka wyróżnia się fale theta, o częstotliwości od 4 do 7 Hz, i najwolniejsze fale delta, o częstotliwości poniżej 4 Hz.
Amplituda i częstotliwość fal zależy również od składu krwi przepływającej przez naczynia mózgowe. Obniżenie prężności tlenu lub wzrost prężności C02 we krwi powoduje przyspieszenie częstotliwości fal. Zmniejszenie zawartości glukozy we krwi poniżej 2,0 mmol/L powoduje zwolnienie częstotliwości fal EEG.
Częstotliwość fal korowych wykształca się w życiu osobniczym. Noworodek ma bardzo małą częstotliwość fal, od 0,5 do 2 Hz. W wieku dojrzewania częstotliwość fal korowych ustala się dla określonych stanów czynnościowych ośrodkowego układu nerwowego.
Potencjały elektryczne mózgu człowieka odbiera się w ten sposób, że elektrodę obojętną przymocowuje się do płatka ucha (elektroda A, lub A2) i jednocześnie ją uziemia. Elektrody czynne umieszcza się na skórze głowy nad odpowiednimi okolicami kory mózgu - tzw. odprowadzenia jednobiegunowe, dzięki którym rejestruje się wahania potencjału elektrycznego między elektrodą obojętną, o stałym zerowym potencjale równym potencjałowi ziemi, a elektrodą czynną znajdującą się nad odpowiednim polem kory. Stosuje się również metodę dwubiegunową, która polega na odbieraniu różnic potencjałów występujących między dwiema czynnymi elektrodami. Zapis uzyskany z elektrod przystawionych do skóry głowy przyjęto nazywać elektroencefalogramem (EEG). Elektrody można również przystawić bezpośrednio do odsłoniętej w czasie operacji kory mózgu i zarejestrować potencjały elektryczne - uzyskuje się wówczas elektrokortykogram (ECoG).
W celu uzyskania zapisu EEG w badaniach rutynowych umieszcza się na powierzchni skóry na głowie, w miejscach ściśle określonych, 19 elektrod odbierających, zgodnie z układem elektrod 10-20 przyjętym przez Międzynarodową Federację EEG. Nad każdą półkulą mózgu znajduje się po 8 elektrod, 3 elektrody zaś przystawione są do skóry na głowie w linii środkowej. Nad korą mózgu płatów czołowych umieszcza się 7 elektrod, na pograniczu płatów czołowych i ciemieniowych - 3 elektrody, nad płatami ciemieniowymi — 3 elektrody, nad płatami skroniowymi — 4 elektrody i nad płatami potylicznymi — 2 elektrody.
Rejestrując różnice potencjałów występujące między elektrodą obojętną przymocowaną do płatka ucha a poszczególnymi czynnymi elektrodami, można otrzymać 19 zapisów z odprowadzeń jednobiegunowych z różnych okolic mózgu. Odbierając wahania potencjałów elektrycznych występujące między czynnymi elektrodami, czyli rejestrując różnice potencjałów między tymi elektrodami, można uzyskać dowolną liczbę zapisów w zależności od układu połączeń. W celu ujednolicenia sposobu rejestracji EEG stosuje się określone układy połączeń, tzw. montaże (montage). Do najczęściej stosowanych układów połączeń należą podłużny i poprzeczny montaż dwubiegunowy.
W stosowanych układach połączeń przyjęto zasadę odbierania wahań potencjałów elektrycznych występujących pod parami czynnych elektrod umieszczonych względem siebie na skórze głowy zarówno w kierunku strzałkowym, jak i czołowym. Pary elektrod powinny być tak łączone, aby występowały między nimi małe i duże odległości. EEG zarejestrowany według norm przyjętych przez Międzynarodową Federację EEG wykazuje czynność bioelektryczną znacznych obszarów kory mózgu obu półkul.
Rozmieszczenie na skórze głowy 19 elektrod nad korą mózgu wszystkich płatów jest często niedostateczne do dokładnego określenia miejsca pochodzenia zmian w zapisie EEG. Zalecane jest stosowanie większej liczby elektrod odbierających czynność bioelektryczną. Elektrody dodatkowe rozmieszczane są między elektrodami przystawionymi zgodnie z układem 10—20. Amerykańskie Towarzystwo Elektroencefalograficzne wprowadziło w 1991 r. standardowe symbole dla 73 elektrod oraz ustaliło, że elektrodą odniesienia ma być elektroda Cz w linii środkowej na szczycie głowy.
8.2.3.1. Stłumienie fal alfa
Stłumienie fal alfa, nazywane również reakcją zatrzymania, występuje wskutek odbioru wrażeń wzrokowych. Zapalenie światła w ciemnym pomieszczeniu, w którym znajduje się badany, lub otwarcie powiek powoduje natychmiastowe zniknięcie fal alpha. Impulsy biegnące z siatkówki w czasie nie krótszym niż kilkaset milisekund tłumią spontaniczną czynność bioelektryczną w okolicy potylicznej. Stłumienie fal alfa wiąże się z procesem percepcji wzrokowej.
Elektroencefalogram zmienia się również w zależności od stanu czynnościowego organizmu. Stan czuwania, któremu towarzyszy ogólne pobudzenie, charakteryzuje się zwiększeniem częstotliwości fal i obniżeniem ich amplitudy. W okresie spoczynku częstotliwość fal zmniejsza się, a ich amplituda wzrasta. Po zamknięciu oczu fale ot przeważają w większości odprowadzeń korowych.