مخطط كهربية الدماغ: التاريخ والوظيفة والأمواج - علم النفس العصبي - 2026

و الكهربائي (EEG) هو اختبار يستخدم لتسجيل وتقييم النشاط bioelectrical من الدماغ. يتم الحصول على الجهد الكهربائي من خلال أقطاب كهربائية موجودة على فروة رأس المريض.

يمكن طباعة السجلات على ورق متحرك عبر EEG أو يمكن عرضها على شاشة. يمكن قياس النشاط الكهربائي للدماغ في ظل الظروف الأساسية للراحة أو اليقظة أو النوم.

تطبيق مخطط كهربية الدماغ عند الطفل

يستخدم مخطط كهربية الدماغ لتشخيص الصرع واضطرابات النوم واعتلال الدماغ والغيبوبة وموت الدماغ ، من بين العديد من الاستخدامات الأخرى. يمكن استخدامه أيضًا في البحث.

تم استخدامه سابقًا للكشف عن اضطرابات الدماغ البؤرية مثل الأورام أو السكتة الدماغية. اليوم ، يتم استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) والتصوير المقطعي المحوسب (CT).

تاريخ موجز لمخطط كهربية الدماغ

يبدأ تاريخ مخطط كهربية الدماغ في عام 1870 ، عندما قام فريستش وهيتسيج ، أطباء في الجيش البروسي ، بالتحقيق مع أدمغة الجنود. تم اكتشاف هذه في معركة سيدان. وسرعان ما أدركوا أنه من خلال تحفيز بعض مناطق الدماغ بتيار كلفاني ، تتولد حركات في الجسم.

ريتشارد بيرميك كاتون

المجال العام

ومع ذلك ، في عام 1875 أكد الطبيب ريتشارد بيرميك كاتون أن الدماغ ينتج تيارات كهربائية. سمح هذا لاحقًا لطبيب الأعصاب فيريير بتجربة "التيار الفارادي" ، وتحديد الوظائف الحركية في الدماغ.

فلاديمير برافديتش نيمينسكي

المجال العام

في عام 1913 ، كان فلاديمير برافديتش نيمينسكي أول من أجرى ما أسماه "مخطط كهربية الدماغ" ، لفحص الجهاز العصبي للكلب. حتى تلك اللحظة ، تم إجراء جميع الملاحظات على الأدمغة المكتشفة ، حيث لم تكن هناك إجراءات تكبير تصل إلى داخل الجمجمة.

هانز بيرجر

المجال العام

في عام 1920 ، بدأ هانز بيرغر في إجراء التجارب على البشر وبعد 9 سنوات ابتكر طريقة لقياس النشاط الكهربائي للدماغ. ابتكر مصطلح "مخطط كهربية الدماغ" لوصف تسجيل التقلبات الكهربائية في الدماغ.

طبيب الأعصاب الألماني هو من اكتشف "إيقاع بيرغر". أي "موجات ألفا" الحالية ، والتي تتكون من التذبذبات الكهرومغناطيسية التي تأتي من النشاط الكهربائي المتزامن للمهاد.

بيرغر ، على الرغم من اكتشافه العظيم ، إلا أنني غير قادر على تطوير هذه الطريقة بسبب معرفته التقنية المحدودة.

في عام 1934 ، تمكن أدريان وماثيوز ، في مظاهرة في جمعية علم وظائف الأعضاء (كامبريدج) ، من التحقق من "إيقاع بيرجر". تقدم هؤلاء المؤلفون بتقنيات أفضل وأظهروا أن الإيقاع المنتظم والواسع البالغ 10 نقاط في الثانية لم ينشأ من الدماغ كله ، ولكن من مناطق الارتباط المرئية.

فريدريك جولا

المجال العام

في وقت لاحق ، أكد فريدريك جولا أنه في بعض الأمراض كانت هناك تغييرات في التذبذبات الإيقاعية لنشاط الدماغ. سمح ذلك بإحداث تقدم كبير في دراسة الصرع ، وإدراك صعوبة هذه القضية والحاجة إلى دراسة الدماغ بطريقة شاملة. كان فيشر ولوينباك ، في عام 1934 ، قادرين على تحديد قمم الصرع.

أخيرًا ، طور ويليام جراي والتر ، طبيب أعصاب أمريكي ماهر في علم الروبوتات ، نسخته الخاصة من مخطط كهربية الدماغ وأضف تحسينات. بفضله ، أصبح من الممكن الآن اكتشاف الأنواع المختلفة من موجات الدماغ ، من موجات ألفا إلى موجات دلتا.

كيف يعمل مخطط كهربية الدماغ؟

مخطط كهربية الدماغ القياسي هو فحص غير مؤلم وغير جراحي يتم إجراؤه عن طريق توصيل أقطاب كهربائية بفروة الرأس باستخدام مادة هلامية موصل. يحتوي على قناة تسجيل تقيس فرق الجهد بين قطبين. عادةً ما يتم استخدام 16 إلى 24 خيوطًا.

يتم الجمع بين أزواج الأقطاب الكهربائية لتكوين ما يسمى "التركيب" ، والذي يمكن أن يكون ثنائي القطب (عرضي وطولي) وأحادي القطب (مرجعي). يستخدم المونتاج ثنائي القطب لتسجيل فرق الجهد في مناطق نشاط الدماغ ، بينما يقارن أحادي القطب منطقة دماغ نشطة وأخرى بدون نشاط أو نشاط محايد.

يمكن أيضًا قياس الفرق بين المنطقة النشطة ومتوسط ​​كل أو بعض الأقطاب الكهربائية النشطة.

يمكن استخدام الإلكترونات الغازية (داخل الدماغ) لدراسة المناطق التي يصعب الوصول إليها مثل السطح الإنسي للفص الصدغي بالتفصيل.

تخطيط كهربية القشرة

في بعض الأحيان قد يكون من الضروري إدخال أقطاب كهربائية بالقرب من سطح الدماغ للكشف عن النشاط الكهربائي في القشرة الدماغية. توضع الأقطاب الكهربائية عادة تحت الجافية (إحدى طبقات السحايا) من خلال شق في الجمجمة.

يُطلق على هذا الإجراء اسم مخطط كهربية القشرة ، ويستخدم لعلاج الصرع المقاوم وللتحقيقات.

10-20 نظام

يوجد نظام موحد لوضع القطب يعرف باسم "نظام 10-20". هذا يعني أن المسافة بين الأقطاب الكهربائية يجب أن تكون 10٪ أو 20٪ فيما يتعلق بالمحاور الأمامية (من الأمام إلى الخلف) أو عرضية (من جانب واحد من الدماغ إلى الجانب الآخر).

يجب وضع 21 قطبًا كهربائيًا ، وسيتم توصيل كل قطب بمدخل واحد لمكبر تفاضلي. تقوم مكبرات الصوت بتوزيع الجهد بين القطب النشط والقطب المرجعي بين 1000 و 100000 مرة.

في الوقت الحاضر ، الإشارة التناظرية غير صالحة ويتم استخدام مكبرات الصوت الرقمية. يتمتع EEG الرقمي بمزايا رائعة. على سبيل المثال ، يسهل تحليل وتخزين الإشارة. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يسمح بتعديل المعلمات مثل المرشحات والحساسية ووقت التسجيل والمونتاج.

يمكن تسجيل إشارات مخطط كهربية الدماغ باستخدام أجهزة مفتوحة المصدر مثل OpenBCI. من ناحية أخرى ، يمكن معالجة الإشارة بواسطة برامج مجانية مثل EEGLAB أو Neurophysiological Biomarker Toolbox.

يتم تمثيل إشارة تخطيط كهربية الدماغ من الاختلاف في الجهد الكهربائي (ddp) الموجود بين نقطتين على سطح الجمجمة. كل نقطة هي قطب كهربائي.

موجات الدماغ EEG

يعمل دماغنا من خلال النبضات الكهربائية التي تنتقل عبر خلايانا العصبية. يمكن أن تكون هذه النبضات إيقاعية أو غير منتظمة ، وتُعرف باسم موجات الدماغ. يتكون الإيقاع من موجة منتظمة ، لها نفس الشكل والمدة ، وتحافظ على ترددها الخاص.

تُصنف الموجات وفقًا لترددها ، أي وفقًا لعدد مرات تكرار الموجة في الثانية ، ويتم التعبير عنها بالهرتز (هرتز). الترددات لها توزيع وتفاعل طبوغرافي معين. تتراوح معظم إشارات الدماغ التي لوحظت على فروة الرأس بين 1 و 30 هرتز.

من ناحية أخرى ، يتم قياس السعة أيضًا. يتم تحديد ذلك من خلال مقارنة المسافة بين خط الأساس وذروة الموجة. يمكن أن يكون شكل الموجة حادًا ومدببًا وفي مجمعات الموجة الطرفية و / أو الموجة البطيئة الحادة.

في مخطط كهربية الدماغ ، يمكن رؤية 4 نطاقات ترددي رئيسية معروفة باسم ألفا وبيتا وثيتا ودلتا.

موجات بيتا

موجات بيتا. المصدر: هوغو جامبوا

وهي تتكون من موجات عريضة يتراوح ترددها بين 14 و 35 هرتز ، وتظهر عندما نكون مستيقظين ونقوم بأنشطة تتطلب مجهودًا ذهنيًا مكثفًا ، مثل إجراء اختبار أو الدراسة.

موجات ألفا

موجات بيتا. المصدر: هوغو جامبوا

إنها ذات سعة أكبر من سابقاتها ، ويتذبذب ترددها بين 8 و 13 هرتز ، وتنشأ عندما يكون الشخص مسترخيًا ، دون بذل جهود ذهنية كبيرة. تظهر أيضًا عندما نغلق أعيننا أو أحلام اليقظة أو نقوم بأنشطة ذات آلية عالية.

موجات ثيتا

موجات بيتا. المصدر: هوغو جامبوا

لديهم سعة أكبر ولكن تردد أقل (بين 4 و 8 هرتز). إنها تعكس حالة استرخاء كبيرة قبل بداية النوم. على وجه التحديد ، يرتبط بالمراحل المبكرة من النوم.

موجات دلتا

موجات دلتا. المصدر: هوغو جامبوا

هذه الموجات هي الأقل ترددًا على الإطلاق (بين 1 و 3 هرتز). ترتبط بمراحل أعمق من النوم (المرحلتان 3 و 4 ، حيث لا تحلم عادة).

معالجة

لإجراء مخطط كهربية الدماغ ، يحتاج المريض إلى الاسترخاء في بيئة مظلمة وعيناه مغمضتان. تستغرق عادة حوالي 30 دقيقة.

في البداية ، يتم إجراء اختبارات التنشيط مثل التحفيز الضوئي المتقطع (تطبيق منبهات ضوئية بترددات مختلفة) أو فرط التنفس (التنفس من خلال الفم بانتظام وبعمق لمدة 3 دقائق).

يمكن أن يؤدي أيضًا إلى النوم أو ، على العكس من ذلك ، إبقاء المريض مستيقظًا. هذا يعتمد على ما ينوي الباحث مراقبته أو التحقق منه. هذا الفيديو يظهر التطبيق في شخص بالغ:

ترجمة

لتفسير مخطط كهربية الدماغ ، من الضروري معرفة النشاط الطبيعي للدماغ وفقًا لعمر المريض وحالته. من الضروري أيضًا فحص القطع الأثرية والمشكلات الفنية المحتملة لتقليل التفسيرات الخاطئة.

قد يكون مخطط كهربية الدماغ غير طبيعي في حالة وجود نشاط صرعي (مما يشير إلى وجود عملية صرع). يمكن أن يكون هذا موضعيًا أو معممًا أو بنمط خاص وغير عادي.

يمكن أن يكون أيضًا غير طبيعي عندما يتم تصور الموجات البطيئة في منطقة معينة ، أو يتم العثور على عدم تزامن معمم. قد يكون هناك أيضًا شذوذ في السعة أو عندما يكون هناك خط ينحرف عن الوضع الطبيعي.

حاليًا ، تم تطوير تقنيات أخرى أكثر تقدمًا مثل مراقبة الفيديو EEG ، وتخطيط الدماغ المتنقل ، والقياس عن بعد ، ورسم خرائط الدماغ ، بالإضافة إلى تخطيط كهربية القلب.

أنواع مخطط كهربية الدماغ

هناك أنواع مختلفة من تخطيط كهربية الدماغ مذكورة أدناه:

مخطط كهربية الدماغ الأساسي

هو الذي يتم إجراؤه عندما يكون المريض في حالة يقظة ، لذلك لا يلزم التحضير. لتجنب استخدام المنتجات التي قد تؤثر على الفحص ، يتم إجراء تنظيف جيد لفروة الرأس.

مخطط كهربية الدماغ في فترة الحرمان من النوم

التحضير السابق ضروري. يجب أن يكون المريض مستيقظًا لمدة 24 ساعة قبل أدائه. يتم ذلك من أجل التمكن من تكوين آثار فسيولوجية لمراحل النوم من أجل الكشف عن التشوهات التي لا يمكن الحصول عليها من خلال مخطط كهربية الدماغ الأساسي.

مخطط كهربية الدماغ بالفيديو

إنه تخطيط طبيعي للدماغ ، لكن ميزته المميزة هي أن المريض يتم تصويره بالفيديو أثناء العملية. والغرض منه هو الحصول على سجل مرئي وكهربائي لمراقبة ما إذا ظهرت أزمة أو أزمة زائفة.

مخطط كهربية الدماغ لموت الدماغ

إنها تقنية ضرورية لمراقبة نشاط القشرة الدماغية أو غيابها. إنها الخطوة الأولى لما يسمى "بروتوكول موت الدماغ". من الضروري بدء تشغيل الجهاز لاستخراج و / أو زرع الأعضاء.

التطبيقات السريرية

يستخدم مخطط كهربية الدماغ في مجموعة متنوعة من الحالات السريرية والعصبية النفسية. فيما يلي بعض استخداماته:

كشف الصرع

يعد مخطط كهربية الدماغ في حالات الصرع ضروريًا للتشخيص ، حيث يتيح التمييز بينه وبين الأمراض الأخرى مثل الأزمات النفسية أو الإغماء أو اضطرابات الحركة أو الصداع النصفي.

كما أنها تستخدم لتصنيف متلازمة الصرع ، وكذلك للتحكم في تطورها وفعالية العلاج.

كشف اعتلالات الدماغ

تنطوي اعتلالات الدماغ على تلف أو خلل في الدماغ. بفضل مخطط كهربية الدماغ ، يمكن معرفة ما إذا كانت بعض الأعراض ناتجة عن مشكلة دماغ "عضوية" ، أو ناتجة عن اضطرابات نفسية أخرى.

تخدير التحكم

يفيد مخطط كهربية الدماغ في التحكم في عمق التخدير ، ومنع المريض من الدخول في غيبوبة أو الاستيقاظ.

مراقبة وظائف المخ

يعد مخطط كهربية الدماغ ضروريًا في وحدات العناية المركزة لمراقبة وظائف المخ. نوبات الصرع على وجه الخصوص ، تأثير المهدئات والتخدير في المرضى في حالة غيبوبة مستحثة ، وكذلك للتحقق من تلف ثانوي في الدماغ. على سبيل المثال ، الذي يمكن أن يحدث في نزيف تحت العنكبوتية.

كشف عملية غير طبيعية

يتم استخدامه لتشخيص التغيرات غير الطبيعية في الجسم التي يمكن أن تؤثر على الدماغ. عادة ما يكون إجراءً ضروريًا لتشخيص أو مراقبة أمراض الدماغ مثل الزهايمر أو إصابات الرأس أو الالتهابات أو الأورام.

قد تكون بعض أنماط التخطيط الكهربائي للدماغ ذات أهمية لتشخيص بعض الأمراض. على سبيل المثال ، التهاب الدماغ الهربسي ، نقص الأكسجين الدماغي ، تسمم الباربيتورات ، اعتلال الدماغ الكبدي ، أو مرض كروتزفيلد جاكوب.

تحقق من نمو الدماغ السليم

في الأطفال حديثي الولادة ، يمكن أن يوفر مخطط كهربية الدماغ معلومات حول الدماغ لتحديد التشوهات المحتملة بناءً على فترة حياتهم.

تعرف على الغيبوبة أو الموت الدماغي

يعد مخطط كهربية الدماغ ضروريًا لتقييم حالة وعي المريض. يوفر بيانات عن كل من الإنذار ودرجة تباطؤ نشاط الدماغ ، بحيث يشير التردد المنخفض إلى انخفاض مستوى الوعي.

كما أنه يسمح لنا بمراقبة ما إذا كان نشاط الدماغ مستمرًا أم متقطعًا ، ووجود نشاط صرعي (مما يشير إلى تشخيص أسوأ) والتفاعل مع المحفزات (التي تظهر عمق الغيبوبة).

بالإضافة إلى ذلك ، من خلاله ، يمكن التحقق من وجود أنماط النوم (وهي نادرة عندما تكون الغيبوبة أعمق).

أمراض في النوم

يعد مخطط كهربية الدماغ مهمًا جدًا لتشخيص وعلاج أمراض النوم المتعددة. يمكن فحص المريض أثناء نومه وملاحظة خصائص موجة الدماغ.

الاختبار الأكثر استخدامًا لدراسات التربة هو تخطيط النوم. هذا ، بالإضافة إلى تضمين مخطط كهربية الدماغ ، يسجل المريض في وقت واحد على الفيديو. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يسمح بتحليل نشاط العضلات ، وحركات التنفس ، وتدفق الهواء ، وتشبع الأكسجين ، وما إلى ذلك.

تحقيق

يستخدم مخطط كهربية الدماغ في البحث ، وخاصة في علم الأعصاب وعلم النفس المعرفي وعلم اللغة العصبي وعلم النفس الفسيولوجي. في الواقع ، فإن العديد من الأشياء التي نعرفها عن دماغنا اليوم ترجع إلى البحث الذي تم إجراؤه باستخدام EEG

المراجع

1. النشاط الكهربائي للدماغ: لغة يجب فك شفرتها؟ (سادس). تم الاسترجاع في 31 ديسمبر 2016 ، من Metode: Journal of Diffusion of Research of the University of Valencia. مأخوذة من metode.cat/es/.
2. باريا نافارو ، ر. (سادس). الموضوع 5: تخطيط كهربية الدماغ. تم الاسترجاع في 31 ديسمبر 2016 ، من UNIVERSIDAD DE ALCALÁ ، قسم الإلكترونيات: مأخوذ من bioingenieria.edu.ar.
3. بارلو ، شبيبة (1993). مخطط كهربية الدماغ: أنماطه وأصوله. الصحافة MIT.
4. Barros، MIM، & Guardiola، GT (2006). أساسيات تخطيط كهربية الدماغ. دوزاري ، 3 (1).
5. تخطيط كهربية الدماغ. (سادس). تم الاسترجاع في 31 ديسمبر 2016 ، من ويكيبيديا.
6. غارسيا ، تي تي (2011). الدليل الأساسي للممرضات في تخطيط كهربية الدماغ. تدريس التمريض ، 94 ، 29-33.
7. Merino، M. and Martínez، A. (2007). تخطيط كهربية الدماغ التقليدي في طب الأطفال والتقنية والتفسير. بيدياتر كونتين. 5 (2): 105-8.
8. نيدرماير ، إي ، ودا سيلفا ، فلوريدا (محرران). (2005). تخطيط كهربية الدماغ: المبادئ الأساسية والتطبيقات السريرية والمجالات ذات الصلة. ليبينكوت ويليامز وويلكينز.
9. Ramos-Argüelles، F.، Morales، G.، Egozcue، S.، Pabón، RM، & Alonso، MT (2009). التقنيات الأساسية لتخطيط كهربية الدماغ: المبادئ والتطبيقات السريرية. أناليس ديل سيستيما سانيتاريو دي نافارا ، 32 (ملحق 3) ، 69-82. تم الاسترجاع في 31 ديسمبر 2016 ، من scielo.isciii.es.