Capitolul 3_Surse Elementare

Capitolul 3 – Semnale electrofiziologice. Producerea si semnificatia lor 1

Mihaela MOREGA -‐ Bioelectromagnetism, 2014

3. SEMNALE ELECTROFIZIOLOGICE. ORIGINEA SI SEMNIFICATIA LOR

3.1 Activitatea electrica in functionarea sistemului nervos STRUCTURA STANDARD A NEURONULUI Corpul celular reprezinta zona receptoare si integratoare de semnale. Dintre functiile sale: - este principala zona a neuronului cu rol nutritional si metabolic; contine nucleul; nu contine centrozom, asadar nu se multiplica - receptioneaza semnale de la alte celule si le trimite spre axon; integreaza semnalele primite. Dendritele formeaza, impreuna cu corpul celular, zona receptoare si integratoare de semnale (stimuli electrici primiti de la celule – neuroni sau celule senzitive – aflate in circuitul de transmitere a semnalelor electrice in amonte). Dendritele ramificate receptioneaza semnale venite de la alte celule si le trimit spre axon. Dendritele, ca si corpul celular, insumeaza semnalele receptionate. Axonul este zona de generare si transmitere a impulsurilor de depolarizare (potentialele de actiune). La baza axonului se insumeaza toate semnalele electrice receptionate de dendrite si corpul celular, rezultanta lor avand rol de stimul electric pentru declansarea potentialelor de actiune (dupa legea tot-sau-nimic). Acestea se transmit apoi in lungul axonului spre ramificatiile sale terminale si prin conexiunile sinaptice stimuleaza alte celule. Observatie. Membrana dendritelor si a corpului celular produce potentiale gradate (electrotonice), iar membrana axonului produce potentiale de actiune. l In figura alaturata sunt reprezentate cateva exemple de diferite tipuri de neuroni (dupa desene facute de Deiters -1869 si Ramon y Cajal -1909): (A) - motoneuron spinal de la mamifere (B) - neuron bipolar din retina (C) - celula Purkinje din cerebel (D) - celula piramidala din cortexul cerebral.



Neuron cu axonul mielinizat Unele tipuri de axoni (mai ales cei apartinand neuronilor sistemului nervos periferic) au membrana imbracata in asa numita teaca de mielina, o structura stratificata, formata din celule Schwann. Din punct de vedere electric teaca de mielina este un material izolant; prezenta ei blocheaza circulatia ionilor pe suprafata membranei pe care o acopera. Intre celulele Schwann raman spatii cu membrana axonului neacoperita, numite noduri Ranvier. Daca la axonii nemielinizati circulatia transmembranara a ionilor se produce pe toata suprafata membranei, la axonii mielinizati transferul de ioni se face numai la nivelul nodurilor Ranvier.

Depolarizarea membranei axonului nemielinizat si mielinizat Transmiterea undei de depolarizare prin autoexcitatie este explicata prin “teoria curentilor ciclici (locali)”, conform careia fluxul ionic produs local la depolarizare, sub actiunea unui stimul, se inchide prin zona de membrana vecina, unde actioneaza ca un curent de stimulare; se poate considera ca se transmite de fapt stimulul, depolarizarea fiind un efect local. Transmiterea undei de depolarizare (variatia tensiunii de membrana sub forma potentialului de actiune) se poate face prin membrana in ambele sensuri. La o fibra izolata (tronson dintr-un axon excizat pentru a fi studiat in laborator), depolarizarea se face in egala masura la stanga si la dreapta fata de locul aplicarii stimulului, dar in organisme aceasta transmitere a depolarizarii se realizeaza unidirectional, din cauza modului de functionare a sinapselor, similar unor contactoare electrice, care inchid si deschid la comanda contactele cu celelelalte celule (senzitive, nervoase sau musculare), cu care este conectat orice neuron.

La axonul nemielinizat depolarizarea se produce uniform, pe toata membrana celulei si potentialul de actiune se transmite continuu, din aproape in aproape.

La axonul mielinizat fenomenul este discontinuu, deoarece se depolarizeaza numai membrana din nodurile Ranvier; transmiterea potentialului de actiune este saltatorie.



Schema electrica echivalenta din modelul cablului coaxial se aplica atat axonilor nemielinizati, pentru un element de lungime Δx oricat de mica, cat si axonilor mielinizati, dar pentru un element Δx de lungime egala cu distanta dintre doua noduri Ranvier succesive.

Facand o comparatie intre axonii nemielinizati si cei mielinizati in privinta dimensiunilor si a vitezei de transmitere a potentialelor de actiune, rezulta ca axonii mielinizati au diametre cu cca. un ordin de marime mai mari decat cei nemielinizati, iar viteza de transmitere a undei de depolarizare (a potentialului de actiune) in lungul axonului este cu cca. doua ordine de marime superioara. Acest tip de axon apare in cazul neuronilor periferici (axoni de lungime mare), care sunt implicati in procese rapide de transmitere a informatiei senzoriale si a comenzilor motorii.



SINAPSA Terminatiile axonului transmit impulsul electric unui alt neuron prin intermediul sinapsei interneuronale. Sinapsele sunt unidirectionale: neuronul emitator produce impulsul de depolarizare la baza axonului, il transmite in lungul acestuia spre terminatiile axonice, care sunt conectate prin sinapse cu dendritele si corpul celular al neuronului receptor. Similar sinapselor interneuronale excitatoare exista si sinapse interneuronale inhibitoare. Terminatia presinaptica este zona bulbului terminal al axonului care transmite excitatia; in aceasta zona se gasesc vezicule cu neurotransmitatori. Atunci cand la nivelul terminatiei presinaptice ajunge o unda de depolarizare (potential de actiune), se deschid canalele ionice de Ca2+, comandate in tensiune. Ionii de Ca2+ intra in celula in zona bulbului terminal al axonului si contribuie la deplasarea veziculelor spre membrana, unde elibereaza neurotransmitatorii; acestia trec prin membrana in zona sinaptica in asa-numitul proces de exocitoza.

Lidia Kibiuk - Society for NeuroScience (http://web.sfn.org)

Terminatia postsinaptica este reprezentata de membrana neuronului receptor (zona dendritica sau corpul celular) si prezinta receptori specializati, care in combinatie cu neurotransmitatorii deschid (sau blocheaza) canalele ionice de Na+ ale membranei comandate chimic. Un axon are cca. 103 bulbi terminali. Se apreciaza ca cei cca. 1012 neuroni din creier formeaza cca. 1015 sinapse interneuronale care asigura activitatea cerebrala. Exemple de neurotransmitatori: acetilcolina, acid gama-aminobutiric, epinefrina, norepinefrina, dopamina, serotonina, histamina, glicina, glutamat, aspartat. Sinapsa interneuronala poate fi excitatoare sau inhibitoare, in timp ce sinapsa neuromotorie este numai excitatoare; largimea zonei sinaptice este de (10-20) nm pentru sinapsa interneuronala si de (50-100) nm pentru sinapsa neuro-motorie. Clasificarea raspunsurilor membranei neuronului la stimuli * Raspunsul de tip “potential gradat” - este o variatie a tensiunii de membrana caracteristica celulelor senzitive si zonei dendritelor si corpului neuronilor; de asemenea, caracterizeaza comportarea membranei liniare (sub pragul de depolarizare, inclusiv la hiperpolarizare)

- releva proportionalitate directa intre stimul (in acest caz curentul de stimulare is) si raspuns (tensiunea de membrana Um), informatia este codificata prin modulare in amplitudine – amplitudinea tensiunii de membrana este proportionala cu amplitudinea stimulului

- la suprimarea stimulului, raspunsul Um(t) tinde exponential spre Um0 cu constanta de timp



€

τm = rmcm = εm /σm

- se transmite in membrana electrotonic, adica din aproape in aproape (printr-un proces de difuzie) cu atenuare spatiala (amplitudinea tensiunii de membrana scade cu departarea de locul aplicarii stimulului) * Raspunsul de tip “potential de actiune” - este un raspuns la stimul de tip “tot-sau-nimic” - dupa trecerea pragului de depolarizare forma de unda a tensiunii de membrana Um(t) nu mai depinde de stimul

- un potential de actiune este urmat de o perioada refractara absoluta, in care membrana nu mai raspunde la stimuli si de o perioada refractara relativa in care poate raspunde la stimuli mai intensi; informatia este codificata prin modulare in frecventa, adica frecventa de succesiune a potentialelor de actiune este determinata de amplitudinea stimulului

- este caracteristic axonului neuronal si celulelor musculare

- se transmite in membrana prin difuzie, dar fara atenuare (in mod regenerativ, datorita autoexcitabilitatii membranei)

Integrarea stimulilor la nivelul dendritelor si corpului celular

Exemplu Se considera un “arbore dendritic”, format din:

- 16 ramuri la nivelul 4, - 8 ramuri la nivelul 3, - 4 ramuri la nivelul 2, - 2 ramuri la nivelul 1 si in final - una singura care are legatura cu

corpul neuronului. Ramura 6 de la nivelul 4 primeste un stimul de tipul unui potential de actiune (de la terminatia axonului unui neuron precedent) si genereaza un potential postsinaptic (PSP) de 100 mV. Liniile indicatoare cu sageata marcheaza locul in care se inregistreaza semnalul respectiv. PSP se transmite ca un potential gradat – se observa cum se atenueaza in timp si sufera intarzieri in spatiu, pe masura ce parcurge ramurile de la nivelul 4 pana la 0. Scara gradata din dreapta corespunde cazului in care toate ramurile de la nivelul 4 primesc simultan cate un stimul si acesti stimuli sincronizati se insumeaza in punctele de convergenta ale ramurilor dendritice.

(Sid Deutsch, Alice Deutsch - “Understanding the Nervous System - An engineering Perspective”, IEEE

Press, 1992)



CELULELE SENZITIVE SI RECEPTIONAREA STIMULILOR SENZORIALI Receptorii senzoriali fac legatura intre organism si mediul de viata sau intre diverse componente ale organismului; informatiile sunt preluate sub forma de stimuli de catre celulele receptoare (senzitive), specializate, care compun fiecare receptor senzorial. Evolutia speciilor a marcat receptorii senzoriali prin: - specializare si diversificare - rafinarea performantelor - protectia fata de agresivitatea conditiilor de mediu - constructii anatomice auxiliare care favorizeaza functia Celulele receptoare sunt traductoare dintr-un semnal oarecare in semnal electric; marimi convertite: presiune, temperatura, substanta chimica, lumina, sunet. Celulele receptoare sunt conectate la dendritele si corpul neuronilor senzitivi; axonii neuronilor senzitivi fac legatura cu sistemul nervos central unde informatia este transmisa si decodificata. Exemplu de producere si transmitere a semnalelor electrice asociate excitatiei senzoriale. In figura de mai jos este reprezentata succesiunea evenimentelor electrice care apar la aplicarea unui stimul mecanic (de exemplu o intepatura) la suprafata pielii.

Stimulul actioneaza direct asupra celulei receptoare prin modificarea permeabilitatii si depolarizarea membranei acesteia; semnalul electric produs, potentialul receptor are amplitudinea si frecventa variabile in functie de amplitudinea stimulului. Receptorii reactioneaza spontan la stimuli, cu o anumita constanta de timp, dar au tendinta de adaptabilitate daca stimulul este mentinut timp indelungat.



Exemplu. Dependenta potentialului receptor fata de stimul, in cazul unui receptor termic (variatia este similara si pentru alte tipuri de stimul) la aplicarea unui stimul cu variatie in timp de tip treapta, respectiv rampa.

Stimulul variaza sub forma de semnal treapta. Potentialul receptor creste (cu o anumita constanta de timp), apoi scade usor datorita adaptarii receptorului la stimul (senzatia de cald se atenueaza si ea in timp)

Stimulul variaza sub forma de semnal rampa. Potentialul receptor creste (cu o constanta de timp mai mica, adaptandu-se treptat la panta de crestere a stimulului), apoi are tendinta de stabilizare; raspunsul gradat la stimul si adaptabilitatea au tendinte opuse.

Clasificarea receptorilor senzoriali (1) dupa zona din care provin stimulii (apropierea fata de corp): * PROPRIOCEPTORI (informatii privind postura si echilibrul corpului) * EXTEROCEPTORI (informatiile de la suprafata corpului) * TELECEPTORI (informatiile de la distanta) * INTEROCEPTORI (informatii de la organele interne) (2) dupa natura stimulului si senzatiile produse: * MECANORECEPTORI (traductori de presiune - asigura simtul tactil) * FONORECEPTORI (traductori de sunet - asigura auzul, localizati in urechea interna) * CHEMORECEPTORI (traductori chimici - asigura mirosul si gustul) * TERMORECEPTORI (traductori termici - localizati in piele) * FOTORECEPTORI (traductori fotosensibili - localizati in retina) * RECEPTORI DE STARE (traductori de presiune integrati in sistemul de reglare a echilibrului - localizati in canalele semicirculare ale urechii) * NOCIRECEPTORI (reactioneaza la stimuli de diverse tipuri, deosebit de agresivi, cand intensitatea acestora depaseste un nivel periculos pentru organism - raspanditi pe tot corpul. Stimulul agresiv actioneaza prin lezarea membranei celulelor receptoare; sunt eliberate substantele chimice care joaca rol de neurotransmitatori pentru sinapsele dendritelor neuronilor senzitivi (bradichinina, serotonina, histamina), declansand direct potentiale gradate.



Aplicatie. Arcul reflex Se prezinta in continuare schema producerii unui arc reflex si calculul duratei acestui proces.

Pentru calculul duratei procesului se considera ca traseul parcurs de semnalul electric parcurge, in principal, patru sinapse (celule senzitive-neuron aferent, axon neuron aferent-interneuroni, interneuroni-neuron eferent, axon neuron eferent-celule musculare) si doua trasee in lungimea axonilor neuronului aferent si a celui eferent. Daca sinapsele se considera avand largimea medie de 2·10-8 m si sunt parcurse cu viteza de cca. 2 mm/min, iar traseele axonice au lungimile aproximative de 0,5 m si semnalul electric le parcurge cu viteza de cca. 60 m/s, rezulta o durata totala a procesului

ms 20s 10260

5,0260/102

1024 23

8

=⋅≅⋅+⋅

⋅⋅=Δ −

−

−

T .

Durata este foarte redusa, mai mica decat cea necesara constientizarii pericolului si retragerii voluntare a mainii. Din zona maduvei spinarii, informatia este transmisa si spre creier, dar ajunge dupa incheierea arcului reflex. Scurt istoric al masuratorilor activitatii electrice neuronale:

1874 – H. von Helmholtz – inregistreaza viteza de transmitere a potentialelor de actiune pe un preparat al nervului sciatic de broasca; valoarea determinata este de 30 m/s 1875 - Richard CATON - publica prima comunicare referitoare la existenta activitatii electrice cerebrale, pe care o pune in evidenta prin masuratori electrice pe animale 1924 - Hans BERGER - Univ. Jena - primele inregistrari ale activitatii electrice cerebrale realizate cu electrozi externi, plasati pe scalp. 1924-1938 perfectioneaza metoda si asociaza investigatia EEG cu diagnosticul medical: morfologia semnalului s-a pus in legatura cu starea de sanatate, sunt evidentiate manifestarile epileptice, sunt evidentiate aspecte specifice starii de veghe/somn, sau ale activitatii (fizice, intelectuale, emotionale) induse prin medicatie. 1928-1932 E.D. ADRIAN – nvestigheaza experimental conditiile producerii potentialelor de actiune si stabileste legitatile acestui fenomen (principiul “tot-sau-nimic”, proprietatea de autoexcitabilitate a membranelor, existenta perioadei refractare) 1934 - ADRIAN si MATTHEWS (Marea Britanie) - confirma descoperirile lui Berger si deschid drumul acceptarii EEG de comunitatea medicala; identifica ritmul alpha inregistrat in zona occipitala si asociaza prezenta sa cu starea subiectului 1939 – A.L. HODGKIN si A.F. HUXLEY – obtin prima imagine a unui potential de actiune cu ajutorul unui tub catodic cu remanenta 1970 - incepe dezvoltarea sistemelor de achizitie si procesare digitala a semnalelor (dEEG si qEEG) ca extensii ale sistemului de inregistrare clasic.



SEMNALELE ELECTROENCEFALOGRAFICE (EEG) Activitatea electrica cerebrala - integreaza efectele impulsurilor de depolarizare si ale fenomenelor sinaptice produse la nivelul neuronilor corticali. Semnalul EEG inregistrat pe scalp sau pe cortex este produs prin sumarea temporala si spatiala a campurilor electrice care isi au originea in fenomenele post-sinaptice excitatorii si inhibitorii de la nivelul celulelor piramidale din cortexul cerebral. Aranjarea spatiala ordonata a celulelor piramidale favorizeaza insumarea efectelor; sursa elementara este de tipul stratului dipolar de curenti. Potentialele de actiune de la nivelul axonilor au o contributie rezultanta slaba la inregistrarea EEG, datorita asincronismului activitatii electrice si orientarii spatiale aleatorii a axonilor. EEG constituie unul dintre mijloacele devenite clasice pentru investigarea patologiei neurologice si neurochirurgicale - este complementara metodelor moderne de imagistica, mai ales in depistarea tumorilor si malformatiilor, dar ramane cea mai importanta metoda de diagnostic pentru epilepsie. Masuratorile EEG investigheaza:

• activitatea electrica spontana - inregistrata neinvaziv (pe scalp), sau invaziv (pe suprafata cortexului sau in adancime)

• activitatea electrica indusa - provocata prin mijloace excitatoare (stimulare) si vizeaza raspunsul unor anumiti centri nervosi sau nervi periferici (potentiale evocate)

Inregistrarea se realizeaza prin masurarea diferentei de potential electric intre un punct de la suprafata sau din interiorul capului (in apropierea unui anumit centru nervos) si un punct de referinta (uzual se alege lobul urechii, sau un colier metalic plasat in jurul gatului, sau vertexul de pe scalp). Pozitionarea centrilor nervosi pe suprafata cortexului cerebral:

1 – lobul frontal la nivelul caruia se executa functiile mentale; 2 – aria premotorie care controleaza miscarile corpului; 3 – aria motorie care controleaza miscarile voluntare; 4 – aria senzitiva la nivelul careia sunt interpretate senzatiile

primare din corp; 5 – aria vizuala unde sunt interpretate senzatiile vizuale; 6 – aria auditiva unde sunt interpretate senzatiile sonore; 7 – aria analizei senzoriale si a limbajului.

Activitatea celor doua emisfere cerebrale nu este identica; emisfera stanga coordoneaza activitati si abilitati de natura stiintifica (logica, calcul matematic, abstractizare, memorie, abilitatile de exprimare in scris si citit, capacitatea de comunicare), in timp ce emisfera dreapta coordoneaza abilitati artistice si inclinatiile spirituale (imaginatia, capacitatile de exprimare prin grafica, creatia si interpretarea muzicala; coordonarea mainii si piciorului stang se face de la aria motorie de pe emisfera dreapta si invers pentru cea stanga.



Pe inregistrarea EEG se pot identifica anumite caracteristici morfologice specifice ale semnalelor, care permit recunoasterea unei activitati mai intense in centri nervosi corespunzatori. INREGISTRAREA ACTIVITATII ELECTRICE SPONTANE - EEG Inregistrare neinvaziva - EEG (de suprafata): • semnale inregistrate la suprafata scalpului, cu un sistem de electrozi plasati intr-o configuratie standard

• sunt rezultatul activitatii electrice cerebrale spontane

• sunt semnale de tensiune, cu amplitudine si frecventa joasa, in domeniile (2 … 200) uV si (0,5 … 40) Hz

• diagnosticul clasic se bazeaza pe analiza vizuala a semnalului, dar sunt in plina dezvoltare tehnici numerice de evaluare a semnalelor Inregistrarea invaziva sau semiinvaziva - electrocorticograma: • semnale inregistrate intraoperator pe suprafata cortexului

cerebral, cu un sistem de electrozi matrice, atasati unei benzi flexibile; amplitudinea este mai mare decat in EEG de suprafata (pana la 10 mV)

• este posibila localizarea precisa a unor focare de activitate electrica si urmarirea evolutiei lor in timpul interventiei terapeutice

• se inregistreaza si semnale izolate, bine localizate, inregistrate semiinvaziv, sau invaziv, cu un electrod de forma unui ac, inserat in adancime (nasofaringian, epidural, subdural, prin trepanare, tehnici stereotactice)

INREGISTRAREA ACTIVITATII ELECTRICE INDUSE - Potentiale evocate (PE) • se inregistreaza un raspuns nervos la stimul - vizual, auditiv, somatomotor

• se aplica stimulul si se inregistreaza raspunsul EEG in zona centrului nervos corespunzator

• instalatia de masurare marcheaza momentul aplicarii stimulului si inregistreaza raspunsul

• de obicei se investigheaza centrii nervosi plasati in adancimea cortexului, astfel ca raspunsul este un semnal de amplitudine joasa (0,1 … 20) uV, care este “inecat” in semnalele activitatii EEG spontane

• de obicei se repeta mai multe cicluri (zeci, sute, mii) sucesive de stimulare-inregistrare si semnalele de raspuns se mediaza pentru eliminarea artefactelor si a suprapunerii cu activitatea EEG spontana - metoda medierii sincronizate MONITORIZAREA INTENSIVA VIDEO-EEG (pentru inregistrari de lunga durata)

- este utila pentru diagnosticul si diagnosticul diferential al unor afectiuni neurologice ca epilepsia, crizele neepileptice etc; de asemenea, este practicata pentru stabilirea diagnosticului preoperator neurochirurgical la unii epileptici rezistenti la tratament;

- se practica de obicei la pacienti internati, in criza sau/si intercritic, in stare de veghe sau in somn, iar durata monitorizarii este variabila, de cateva ore sau chiar zile.



TEHNICA MASURATORILOR EEG Pozitionarea electrozilor se realizeaza in sistemul international “10 – 20” (introdus de Federatia Internationala de Electroencefalografie si Neurofiziologie Clinica) -‐ simbolurile sunt asociate lobilor cerebrali si celor doua emisfere; punctele A1, A2 sau Cz pot fi alese ca referinta. Dupa cum se observa electrozii sunt plasati simetric pe suprafata celor doua emisfere si corespund centrilor nervosi localizati anterior.

O inregistrare completa se face pentru 19 locatii ale electrozilor activi la care se adauga un electrod de referinta; se pot prelua atat inregistrari diferentiale (doi electrozi activi si referinta), cat si referentiale (un electrod activ si unul de referinta). In imaginea de mai jos este prezentata o inregistrare efectuata pentru 19 semnale masurate referential (Spitalul Clinic Bagdasar-‐Arseni, Bucuresti).



In stabilirea diagnosticului se pot parcurge diverse etape de evaluare a inregistrarilor:

• analiza vizuala a semnalelor (identificarea unor focare de activitate, determinarea unor simetrii/asimetrii, a unor sincronizari/asicronizari, identificarea unor grafoelemente specifice),

• analiza morfologica (prin realizarea unor masuratori de amplitudine, durata si frecventa a pulsurilor),

• analiza in frecventa prin identificarea componentelor dominante de frecventa, • filtrarea semnalelor si separarea pe benzi caracteristice (care in cazul EEG se

numesc ritmuri si sunt patru – alfa, beta, gama, theta), • analiza statistica prin reprezentarea histogramei si calculul unor marimi

statistice – meda, abaterea standard, varianta, etc. • corelarea unor inregistrari preluate din zone simetrice, etc. • reprezentarea hartilor de culoare echipotentiale, atat pentru semnalul complet,

cat si pe sub-‐benzi de frecventa.

Rolul EEG in patologie • sustine diagnosticul clinic al bolii (ex. 35% din bolnavii epileptici prezinta anomalii

evidente si repetabile pe inregistrarea EEG) • permite diagnosticul diferential intre diferitele manifestari clinice neurologice si

neurochirurgicale • ajuta la stabilirea formelor clinice sau la clasificarea crizelor (ex. varf-‐unda focal in

patologia neurochirurgicala insotit sau nu de crize legate de o localizare, varf-‐unda generalizat in cazul generalizarii secundare a crizelor focale din aceste suferinte)

• permite estimarea evolutiva a procesului patologic • permite localizarea procesului patologic (important pentru evaluarea preoperatorie) • permite evaluarea eficientei tratamentului • sustine decizia de suprimare a unui tratament

Avantajele inregistrarilor EEG

• este posibila estimarea activitatii electrice cerebrale, ceea ce face din EEG un instrument complementar investigatiilor imagistice

• ofera date directe (cantitative, localizare) asupra proceselor lezionale sau patologice • poate fi singura investigatie care evidentiaza anomalii in patologia cerebrala (in mod

special in epilepsie), in neuropsihiatrie si neuropsihologie • pune rapid in evidenta schimbari survenite in activitatea cerebrala • pret redus, morbiditate redusa (practic nula), • investigatie usor repetabila, instalatie portabila, ambulatorie

Dezavantajele inregistrarilor EEG

• sensitivitate si specificitate relativ scazute; nu asigura localizarea precisa a elementelor patologice (de ex, in depistarea tumorilor)

• poate prezenta artefacte biologice si electrice interpretarea este in mare masura subiectiva, dependenta de experienta clinica

• este influentata de: starea de trezire, de concentrare, de hipoglicemie si droguri, de varsta subiectului, de diferiti factori psihici

• in cazul masuratorilor invizave si seminvazive prezinta disconfort si risc de infectie



3.2 Activitatea electrica musculara TIPURI DE CELULE MUSCULARE * musculatura striata (scheletica) este formata din celule de forma cilindrica alungita, cu multiple nuclee periferice si cu striatii vizibile; aceste celule sunt activate sub actiune voluntara (comanda transmisa de la sistemul nervos central prin nervii motori);

* miocardul (musculatura cardiaca) este format din celule de forma cilindrica, dimensiuni de 30-100 microni in lungime si 12-20 microni in diametru; celulele au striatii vizibile si sunt foarte strans asezate si conectate intre ele printr-o retea de canale ionice, prin care ionii trec direct de la o celula la alta, asigurand o viteza mare de transmisie a undei de depolarizare; contractiile si relaxarea miocardului se fac ritmic si involuntar, la comanda unor celule autoexcitatoare localizate la nivelul cordului si coordonate de sistemul nervos vegetativ;

* musculatura neteda este formata din celule fusiforme care prezinta un nucleu central; celulele nu au striatii vizibile si activitatea lor contractila este involuntara, coordonata de sistemul nervos vegetativ.

musculatura striata miocard musculatura neteda

Celulele musculaturii striate primesc comanda de activare de la terminatiile axonice ale motoneuronilor, prin intermediul sinapsei (jonctiunii) neuro-motorii.



Cea mai mica actiune voluntara de activare musculara corespunde unei unitati motoare, formata dintr-un neuron motor si grupul de miofibrile la care ajung terminatiile axonului; miofibrilele pot apartine la celule musculare diferite si nu neaparat vecine. O unitate motoare este activata sincron; datorita distributiei sale spatiale se poate spune ca activarea se simte in tot volumul muschiului.

Jonctiunea neuro-motorie este intotdeauna excitatoare, depolarizarea membranei celulei musculare fiind caracterizata de producerea unei variatii a tensiunii de membrana sub forma potentialului postjonctional, asemanator ca forma cu potentialul de actiune (care se transmite in lungul axonului neuronal), dar cu amplitudinea de cca. 10 mV si o durata ceva mai lunga.

ELECTROMIOGRAMA reprezinta semnalul electric asociat activitatii musculaturii striate; inregistrarile EMG se pot face:

- extracutanat - vizeaza activitatea unui muschi in ansamblu si inregistrarea este relevanta pentru muschi plasati periferic; semnalul are un continut de frecvente in gama 2 – 500 Hz si amplitudine variabila in domeniul 0.05 – 5 mV dependenta de numarul de unitati motoare mobilizate; - invaziv - cu electrozi ac, localizarea sursei electrice este mai buna; se pot inregistra chiar si semnale provenite de la o singura celula musculara.

In figurile de mai jos este ilustrat modul de pozitionare a electrozilor si semnalul EMG inregistrat pentru analiza activitatii musculaturii antebratului.

(Laboratorul IEM, UPB)



3.3 Activitatea electrica a cordului Celulele autoritmice si conductoare formeaza sistemul excito-conductor; aceste celule se depolarizeaza spontan si ritmic, prin autostimulare. Intr-un organism viu, ritmul cardiac se afla sub controlul sistemului nervos autonom. Generatorul principal de impulsuri este nodul SA (sino-atrial); in cazul disfunctionalitatilor la nivelul acestuia, rolul de generator poate fi preluat si de celelalte formatiuni de celule autoritmice - nodul AV (atrio-ventricular), reteaua Pukinje; intr-o astfel de situatie rezulta tulburari de ritm cardiac, ce se pot corecta prin stimulare artificiala de tip pace-maker.

Celulele contractile formeaza muschiul cardiac (miocardul sau musculatura de lucru); ele se numesc miocite si asigura contractia si relaxarea cordului, pentru pomparea sangelui in sistemul circulator. Aceste celule se depolarizeaza la comanda si in mod organizat, stimulul fiind transmis de celulele autoritmice si conductoare, cu care sunt legate direct; nu intervin mediatori chimici ca in cazul depolarizarii celulelor musculaturii striate. Depolarizarea electrica a miocitelor este urmata de contractia lor mecanica.

Semnalul electric de depolarizare a cordului este in mod normal generat prin depolarizarea spontana a celulelor nodului SA (cu un ritm de 70-80 cicluri/minut) si apoi transmis din aproape in aproape, prin reteaua interatriala, atat spre celulele musculare care formeaza pertii atriali, cat si spre nodul AV, singurul punct de legatura electrica intre atrii si ventricule.

Nodul AV este si el format din celule care au capacitatea de a se depolariza spontan (cu un ritm de 40-60 cicluri/minut in absenta comenzii transmise de nodul AV.

In continuare, unda de depolarizare se transmite de la nodul SA spre zona ventriculara pe caile de conductie, trunchiul Hiss si ramurile sale, apoi reteaua Purkinje, care se ramifica fin in volumul miocardului ventricular, transmitand succesiv comanda de depolarizare in tot volumul ventricular. Reteaua Purkinje este de asemenea formata din celule care se pot depolariza autoritmic, cu frecventa de 25-40 cicluri/minut. Celulele miocardului sunt direct conectate, printr-o retea de canale ionice comune, cu celulele autoritmice (generatoare spontane de semnale electrice de depolarizare) de la care primesc comanda de depolarizare; de asemenea, celulele contractile (miocitele) sunt conectate in mod similar si intre ele. Ionii de Na, K si Ca, care in procesul de depolarizare circula prin canale ionice specializate, sunt transferati direct de la o celula la alta, fara sa mai ajunga in spatiul extracelular. In acest fel depolarizarea se transmite rapid.



Potentialele de actiune specifice celulelor autoritmice au forma de unda diferita fata de cea a celulelor contractile. Primele poarta denumirea de impulsuri lente, deoarece cresterea tensiunii de membrana de la valoarea de repaus la valoarea de prag se face lent, in mod autonom, fara sa fie nevoie de prezenta unui stimul. Celulele contractile produc impulsuri rapide, cu o crestere foarte rapida a tensiunii de membrana in perioada depolarizarii.

Impuls lent, produs de celule autoritmice Impuls rapid, produs de celulele contractile Fata de forma de unda a impulsului de depolarizare a neuronului si celulelor musculare striate, se remarca intarzierea repolarizarii, care este explicata prin intrarea in celula a ionilor de Ca2+, proces care se desfasoara simultan cu iesirea ionilor de K+; in timpul depolarizarii intervine si influenta unor canale suplimentare de Na+ cu deschidere intarziata, care introduc mici cantitati de Na+ in celula. Cat timp fluxurile de ioni pozitivi care intra si ies din celula se echilibreaza, tensiunea de membrana se mentine pe platou, la o tensiune aprox. egala cu zero; contractia musculara intervine pe faza de repolarizare. Spre deosebire de celulele autoritmice din nodurile SA si AV, celulele autoritmice ale retelei Purkinje prezinta potentiale de actiune rapide, similare celulelor contractile.

In cordul normal, formatiunile de celule autoritmice functioneaza ca o retea de oscilatoare cuplate ierarhic (in succesiunea descrisa anterior), cu comanda initiata de nodul SA; in cazul izolarii unui etaj superior (incetarea functionarii nodului SA, sau a nodului AV, sau intreruperea retelei Hiss), functia de comanda este preluata la nivel inferior. Viteza de transmitere a excitatiei in nodurile SA si AV este de cca. 0,05 m/s, in tesutul conductiv Hiss si Purkinje de 2÷4 m/s, iar intre miocite de cca. 1 m/s. Durata totala a unui ciclu cardiac este de cca. 0.7s, ceea ce inseamna un ritm de cca. 70-80 cicluri/minut in cazul cordului sanatos si in repaus. Variatii ale ritmului sunt normale de la o persoana la alta, de asemenea in functie de starea emotionala, de efortul fizic, etc., dar se pot produce si variatii patologice (aritmii).

Depolarizarea se produce de la endocard spre epicard (interior -> exterior), iar repolarizarea in sens invers, la fel ca si activarea miocitelor si contractia miocardului. Prin contractia atriilor sangele este impins in ventricule, iar prin contractia ventriculelor se pompeaza sangele in aorta si venele pulmonare.

Figura de mai jos sugereaza traseul undei de depolarizare pe caile excito-conductoare ale cordului si caracteristicile potentialelor de actiune (impulsurilor de depolarizare) produse de membranele celulelor din fiecare zona. Duratele diferite ale impulsurilor si ale perioadelor refractare asigura, pentru cordul sanatos, succesiunea si sincronizarea corecta a fazelor de depolarizare si repolarizare, astfel incat ritmul cardiac sa fie cel normal. Fiecare tip de semnal electric, prin forma sa de unda (amplitudine si desfasurare in timp) legata de fazele depolarizarii si repolarizarii membranelor celulare, contribuie la formarea semnalului electrocardiografic (ECG), in forma standard, ilustrata in graficul din dreapta jos.

Pe inregistrarea ECG se observa grafo-elemente ce au legatura cu fazele activitatii electrice:

• unda P – corespunde depolarizarii atriale (imediat dupa initierea undei de depolarizare la inceputul fiecarui ciclu, ea se transmite prin legaturile interatriale spre miocitele atriale care se depolarizeaza determinand si contractia atriilor); in timpul



depolarizarii atriale unda de depolarizare ajunge si in zona nodului AV; urmeaza un segment de zona izoelectrica pe semnalul ECG, corespunzator transmiterii undei de depolarizare prin trunchiul si ramurile Hiss;

• complexul QRS – reprezinta semnalul rezultat in timpul depolarizarii ventriculare (proces de amploare mai mare decat depolarizarea atriala, datorita volumului mai mare de miocard implicat); in acelasi timp se produce repolarizarea zonei atriale, dar acest fenomen electric este de mai mica intensitate si de aceea nu este vizibil prin modificarea semnalului ECG; urmeaza din nou un segment izoelectric, rezultat din mentinerea palierului (corespunzator la

€

Um ≈ 0) pe formele de unda ale potentialelor de actiune rapide produse de celulele contractile din miocardul ventricular;

• unda T – marcheaza repolarizarea celulelor miocardului ventricular si este uneori urmata de o unda de amplitudine mai redusa, unda U, corespunzatoare unor depolarizari intarziate din zona ventriculara (nu este vizibila intotdeauna pe inregistrarea ECG).

Aceste elemente de morfologie a semnalului difera in amplitudine si uneori in polaritate, in functie de zona in care se face inregistrarea; interpretarea abaterilor de la normalitate in distributia acestor grafoelemente reprezinta principalul mijloc de diagnosticare avand la baza analiza ECG. INREGISTRAREA SEMNALELOR ELECTROCARDIOGRAFICE (ECG) Primele inregistrari ale unui semnal ECG pe subiect uman au fost facute in 1887 de catre Augustus Desire Waller, cu ajutorul electrometrului capilar inventat de Lippmann. Inceputul electrocardiografiei este insa atribuit lui Willem Einthoven care a facut in 1908 prima sa comunicare asupra rezultatelor masuratorilor ECG pe care le efectua de cca. 5 ani, pe subiect uman, cu ajutorul galvanometrului cu fir, inventat de Clement Ader in 1897. Sistemul da masurare propus si sustinut de Einthoven este utilizat si astazi, cand exista o bogata experienta medicala de interpretare a semnalelor ECG pentru stabilirea unui diagnostic.



Vectorul Electric Cardiac (VEC) este rezultanta tuturor momentelor dipolare elementare care se formeaza prin separarea de sarcini la nivelul membranei celulelor miocardului. Amplitudinea si orientarea VEC variaza permanent pe durata unui ciclu cardiac, urmarind succesiunea fenomenelor de depolarizare si repolarizare a celulelor din diferitele zone ale cordului. Intr-o reprezentare simplificata, VEC este localizat cu originea in centrul inimii, dar la o analiza mai exacta, se deduce ca originea VEC este in zona atriala pentru prima parte a ciclului cardiac (lansarea semnalului de la nodul SA si depolarizarea atriala), apoi VEC isi muta originea in zona ventriculara.

Triunghiul Einthoven si sistemul de inregistrare ECG Metoda de masurare si evaluare a activitatii electrice asociate functionarii cordului considera o anumita schema de pozitionare a electrozilor de masura. Einthoven a introdus o schema de masura conform careia inima este incadrata intr-un triunghi echilateral (ca in figura alaturata) iar tensiunile masurate intre varfurile sale formeaza trei semnale ECG corespunzatoare planului frontal, numite: derivatia I (“Lead I”) intre punctele plasate pe umeri, derivatia II (“Lead II”) intre umarul drept si zona de la baza pieptului, respectiv derivatia III (“Lead III”) pe cea de a treia latura a triunghiului.

Modul de pozitionare a electrozilor de masura in practica curenta are la baza presupunerea ca tesuturile organismului uman au proprietati conductoare relativ bune; corpul insusi (sau parti ale sale) se considera drept un “volum conductor”, astfel ca potentialele electrice la nivelul umerilor si la baza pieptului sunt aproximativ egale cu cele masurate la nivelul incheieturii mainilor, respectiv al gleznei unui picior. Aceasta extindere a puctelor de masura simplifica aplicarea electrozilor si o fac mai simpla si confortabila pentru pacient.

Intre dinamica VEC si valorile tensiunilor masurate la suprafata pielii se pot stabili legaturi matematice, bazate pe date despre structura anatomica si proprietatile electrice ale tesuturilor din organism. O modalitate de formulare a acestor legaturi este prin intermediul asa numitilor “lead vectors”. De exemplu, cele trei tensiuni UI, UII si UIII, inregistrate dupa derivatiile I, II si III ale triunghiului Einthoven, au expresiile de mai jos. CI, CII si CIII reprezinta setul de lead vectors, iar p este vectorul de tipul VEC surprins la un moment dat in dinamica sa.

In figura de mai jos (stanga) se observa legatura dintre tensiunea masurata pe fiecare derivatie si proiectia VEC pe directia derivatiei respective, legatura exprimata prin cei trei “lead vectors” . In dreapta este o imagine din timpul unei inregistrari ECG pe derivatiile I si III; s-a adoptat un montaj diferential al electrozilor, cu punctul de referinta la glezna piciorului drept (fiecare tensiune este masurata cu doi electrozi activi si unul de referinta). Semnalele inregistrate in acest mod se numesc si “derivatii bipolare (standard) ale membrelor”.



Formarea semnalului ECG pe fiecare derivatie Einthoven poate fi urmarita in succesiunea de secvente care urmeaza, in sincronizare cu faza corespunzatoare a ciclului cardiac si cu traseul descris de VEC in regimul sau dinamic.



Schema WILSON de inregistrare ECG (cu punct de referinta artificial) - se masoara tensiunile intre fiecare varf al triunghiului Einthoven si un punct de referinta ce corespunde centrului de greutate al triunghiului, semnificand centrul cordului, respectiv pozitia aproximativa a originii VEC; se realizeaza un circuit de rezistente, ca in reprezentarea alaturata. Tensiunile masurate au semnificatia proiectiilor VEC pe directiile mediatoarelor triunghiului. Sistemul proiectiilor GOLDBERGER utilizeaza schema WILSON.

Daca se fac masuratorile intre un varf al triunghiului Einthoven si punctul de referinta al schemei Wilson, proiectia pe mediatoarea triunghiului ia denumirea dupa varful triunghiului:

€

VR ,

€

VL,

€

VF .

Daca se suprima rezistenta conectata la varful respectiv, rezulta asa-numitele proiectii Goldberger amplificate:

€

aVR ,

€

aVL,

€

aVF .

Semnalele rezultate din astfel de masuratori referentiale se mai numesc “derivatii unipolare ale membrelor”.

In inregistrarile ECG clinice se realizeaza achizitia a 12 semnale, dupa cum urmeaza: • 3 derivatii din planul frontal corespunzatoare triunghiului

Einthoven: I, II si III (derivatiile bipolare ale membrelor); • 3 derivatii tot din planul frontal corespunzatoare proiectiilor

Goldberger:

€

VR ,

€

VL,

€

VF , cele trei proiectii Goldberger ampli-ficate:

€

aVR ,

€

aVL,

€

aVF (derivatiile unipolare ale membrelor); • 6 derivatii in planul transversal fata de cord, asa-numitele

derivatii precordiale

€

V1 ÷V6, electrozii fiind pozitionati ca in figura alaturata (derivatiile unipolare precordiale).

Acest sistem de masurare se aplica utilizand 10 electrozi: 3 plasati in varfurile triunghiului Einthoven, 6 plasati pe pozitiile precordiale din planul transversal si 1 electrod de referinta. Desi acest sistem ofera, aparent, informatii redundante pentru reconstituirea VEC din proiectiile sale (teoretic sunt suficiente trei derivatii ortogonale (dupa axele sistemului de referinta Cartesian), el este larg utilizat si prezinta cateva avantaje unor masuratori minimale:

• informatiile adiacente asociate inregistrarilor precordiale asigura o sensibilitate crescuta masuratorilor datorita apropierii electrozilor de sursa de camp electric (VEC);

• diagnosticul are precizie mai ridicata prin confirmarea acelorasi evenimente pe mai multe proiectii;

• acest sistem a intrat in rutina medicala in privinta interpretarii semnalelor ECG.

Precizia metodei de diagnostic prin inregistrarea proiectiilor VEC este afectata de: (1) ipoteza volumului conductor (idealizare a domeniului de distributie a campului electric), care neglijeaza distorsiunile de neomogenitate si de forma ale domeniului; (2) ipoteza ca VEC are originea fixa, localizata in centrul cordului (idealizare a sursei de camp electric); in realitate, originea VEC se deplaseaza impreuna cu frontul de depolarizare.



Utilitatea in diagnostic a inregistrarilor ECG:

• Determinarea ritmului cardiac si evaluarea variabilitatii acestuia;

• Identificarea si diagnosticarea aritmiilor cardiace, a tulburărilor de conducere, a leziunilor peretelui cardiac;

• Determinarea axei electrice a inimii;

• Analiza semnalului ECG se poate corela cu analiza altor semnale fiziologice pentru determinari asupra functionarii sistemului cardiovascular (de exemplu viteza de transmitere a undei de puls, utila in evaluarea calitatii sistemului circulator);

• NU aduce informaţii despre funcţia de pompă a inimii.



3.4 Activitatea electrica oculara STRUCTURA ANALIZORULUI VIZUAL – poate fi observata in figura alaturata

Sub aspectul activitatii electrice, retina si nervul optic reprezinta tesuturile formate din celule excitabile; acestea sunt:

- celulele senzitive localizate in retina - fotoreceptorii (conurile si bastonasele) - celulele bipolare care fac legatura intre fotoreceptori si nervul optic - neuronii care formeaza nervul optic RETINA este alcatuita din cinci tipuri de celule care participa la procesarea informatiei, grupate in mai multe straturi (de la exterior la interior). Celulele sensibile la lumina se afla in partea din spate a retinei, asa ca lumina trebuie sa treaca prin mai multe straturi inainte de a ajunge la receptori. a - Epiteliul de pigmentare reprezinta stratul distal. Cuprinde un singur rând de celule epiteliale ce contin un pigment cafeniu inchis (melanina) cu rol de a absorbi lumina (realizeaza o camera obscura). Celulele emit prelungiri ce imbraca celulele senzoriale. b - Celulele senzoriale (fotoreceptoare) – contin pigmentul fotosensibil. Sunt celule cu conuri si celule cu bastonase. c - Celulele orizontale fac sinapsa cu celule senzoriale (b) si cu celule bipolare (d). Ele realizeaza raspunsuri variate la iluminare: depolarizare sau hiperpolarizare functie de tipul de sinapsa si de lungimea de unda a radiatiei. d - Celulele bipolare formeaza primul neuron vizual; in fovee se leaga la o singura celula cu con, iar spre periferie fac sinapsa cu grupuri de celule cu bastonase ori cu conuri si bastonase, direct sau prin intermediul celulelor orizontale. e - Celulele amacrine (lipsite de axon) sunt celule “centrifuge” (care transmit informatii de la centru spre periferie). f - Celulele ganglionare fac sinapsa cu o celula bipolara (in fovee) sau cu mai multe, numarul lor crescând spre periferie. Axonul lor formeaza nervul optic (g).



Celulele senzoriale (fotoreceptoare) – contin pigmentul fotosensibil. Sunt celule cu conuri si celule cu bastonase (v. fig.). Repartitia lor este neuniforma; in fovee se afla in exclusivitate celule cu conuri; densitatea bastonaselor creste de la regiunea perifoveala spre periferie. Celulele cu bastonase au o sensibilitate foarte mare si asigura vederea scotopica (la lumina slaba, crepusculara, necolorata). Segmentul extern al celulei are forma cilindrica si contine aproximativ 2000 de discuri membranare independente asezate paralel; in membrana discului sunt incluse moleculele fotosensibile de rodopsina (purpura retiniana); in repaus, la intuneric, membrana segmentului extern este polarizata negativ (-30…-40 mV). Celulele cu conuri asigura vederea fotopica, la lumina puternica si vederea colorata. Au sensibilitate mai scazuta decât a bastonaselor. Segmentul extern are forma conica si cuprinde discuri paralele formate din invaginatia membranei celulare, deci, membrana discurilor are continuitate.

ELECTRORETINOGRAMA. Datorita numarului lor mare si asezarii stratificate, activitatea electrica a celulelor fotoreceptoare predomina, astfel ca la stimulare luminoasa se poate inregistra un semnal electroretinografic cu un electrod de masura plasat pe retina si un electrod de referinta; este mai comod sa se utilizeze un electrod de masura inclus intr-o lentila de contact, pe cornee, tinand seama de proprietatile de volum conductor ale camerei vitroase. Semnalul astfel inregistrat are doua faze:

- impulsul rapid de la inceput este format prin integrarea potentialelor receptoare ale fotoreceptorilor; - impulsul mai lent care urmeaza rezulta din contributiile potentialelor gradate corespunzatoare transmisiei excitatiei electrice spre celulele bipolare.



ELECTROOCULOGRAMA (EOG) reprezinta semnalul electric asociat miscarii globilor oculari. Acest semnal rezulta prin proiectia, pe o directie de masura, a unui moment dipolar, format intre retina si cornee; retina activa poate fi considerata o suprafata incarcata cu sarcini negative, in timp ce corneea este neutra d.p.d.v. electric (deci mai pozitiva decat retina); intre ele se poate imagina un dipol echivalent; diferenta de potential este de (0,4 … 1) mV.

EOG se inregistreaza cu electrozi de suprafata asezati in jurul fiecarui ochi (ca in figura alaturata pt. ochiul stang):

- stanga si dreapta pentru miscarile in plan orizontal

- sus si jos pentru miscarile in plan vertical Pe frunte, in partea dreapta, sunt pozitionati electrozii de referinta; masuratorile se realizeaza in montaj diferential).

Tensiunea inregistrata are polaritatea dependenta de sensul miscarii globilor oculari, iar amplitudinea este afectata de unghiul de deviatie a privirii.

Urmarirea unui obiectiv cu privirea se traduce prin variatii in polaritate si amplitudine ale tensiunilor inregistrate.

Daca privirea este nedeviata (drept inainte) tensiunea inregistrata este nula (referinta). Variatia de tensiune inregistrata este direct proportionala cu unghiul de deplasare al directiei dipolului fata de directia de referinta in gama (2 … 30) grade; deplasari unghiulare mai mici de 2 grade pot sa nu fie sesizate, iar peste 30 grade dependenta nu mai este liniara; amplitudinile tipice sunt de (5 … 20) uV/grad.

Semnalul EOG poate fi perturbat de zgomot de tip EEG si EMG.

Utilitatea inregistrarilor EOG - identificarea unor deficiente de control neuromuscular al ochilor, care pot avea efecte asupra calitatii imaginii vizuale, evaluarea efectelor tratamentului pentru astfel de afectiuni;

- evaluarea simetriei miscarii ochilor, evaluarea campului vizual;

- studiul miscarii ochilor pentru transferul de informatie in domeniul tehnologiei: robotica, protetica, sisteme de control al miscarii prin comanda data de miscarea ochilor.



In figura urmatoare se prezinta doua semnale EOG inregistrate pentru un ochi, in cazul miscarilor pe directie verticala, respectiv orizontala. Se observa schimbarile de polaritate si activitatea in contratimp dupa cele doua directii.



3.5 Raspunsul electrodermal (Galvanic Skin Response – GSR) Aceasta este o masuratoare de tip impedantmetrie si corespunde estimarii variatiei de rezistenta electrica la nivelul pielii. Masuratoarea pune in evidenta stari emotionale spontane, care activeaza glandele sudoripare, producand transpiratia (involuntara) a pielii - zona mainilor este in mod deosebit vizata. Rezistenta electrica a pielii este sensibila la umiditate si la substantele chimice (sarurile minerale) continute in transpiratie.

Masurarea rezistentei electrice a pielii se bazeaza pe legea lui Ohm - la trecerea unui curent electric (masurabil) se determina caderea de tensiune corespunzatoare zonei analizate, intre doi electrozi aplicati pe piele (de exemplu pe doua degete vecine).

Se pot efectua doua tipuri de evaluari:

- masuratoare activa - curentul electric este aplicat in cadrul unui circuit exterior

- masuratoarea pasiva - curentul electric este produs in mod natural in organism (circulatie ionica)

GSR prezinta o mare varietate de la o persoana la alta, atat in domeniul de valori ale rezistentei masurate, cat si in privinta reactivitatii; de aceea se evalueaza variatiile de rezistenta electrodermala prin comparatie cu o inregistrare de referinta efectuata pe aceeasi persoana in absenta oricarui stimul. Pentru testarea metodei de masurare se poate provoca transpiratia printr-o reactie reflexa - o inspiratie adanca urmata de expiratie fortata. Semnalul inregistrat prezinta variatii de amplitudine, cresterile fiind asociate cu starile emotionale sau alte forme de reactie a organismului prin cresterea umiditatii pielii.

Utilizare a masuratorilor GSR: - GSR reprezinta unul dintre semnalele achizitionate in cadrul sistemului POLIGRAF (uzual folosit ca detector de minciuni), impreuna cu alte semnale care pun in evidenta variatii involuntare ale starii emotionale - ritmul cardiac, ritmul respirator, presiunea arteriala (activitati fiziologice controlate de sistemul nervos autonom);

- GSR poate fi utilizat in bio-feedback pentru educarea controlului unor reactii emotionale excesive, pentru limitarea transpiratiei excesive, tratarea anxietatii, a fobiilor, sau in pregatirea sportiva pentru controlul starii psihice inaintea unei competitii;

- in psihoterapie se utilizeaza masuratori de tip GSR pentru identificarea starii de transa indusa prin hipnoza sau prin medicatie, cat si pentru evaluarea starii emotionale produse in cadrul terapiei;

- pe baza masurarii GSR este construit asa numitul E-meter utilizat in scientologie pentru evaluarea spirituala a adeptilor acestui curent religios.

Capitolul 3_Surse Elementare

Documents

Transcript of Capitolul 3_Surse Elementare