Slide 1

EXPLORAREA SISTEMULUI NERVOS CENTRAL SI PERIFERIC

Sistemul nervosSistemul nervos somatic asigura activitatea motorie somatica si sensibilitatea senzitivo-senzoriala, iar sistemul nervos vegetativ coordoneaza activitatea inconstienta a viscerelor.Sistemul Nervos Sistemul nervos central(ax cerebrospinal sau nevrax) - Maduva spinarii Bulb rahidian - Encefal Trunchi cerebral Puntea lui VarolioCerebel MezencefalDiencefal Talamus Hipotalamus Metatalamus Subtalamus EpitalamusEmisferele cerebrale

Sistemul nervos periferic3-Nervi CranieniSenzitiviMotoriMicsti SpinaliMicsti

Ganglioni Spinali si omologii lor cranieni Vegetativi LaterovertebraliPrevisceraliIntramurali

Sistemul nervos somatic vegetativ simpatic parasimpatic4Prin cele doua functii esentiale, reflexa si de conducere, sistemul nervos integreaza organismul uman in mediul de viata si realizeaza unitatea functionala a acestuia.Functia reflexa realizeaza legatura intre partile componente ale organismului si intre organism si mediu. Este coordonata de catre centrii nervosi din substanta cenusie. Functia reflexa se realizeaza prin actul reflex, al carui substrat anatomic este arcul reflex. Arcul reflex este un mecanism cibernetic de autoreglare, prin care organismul isi pastreaza integralitatea si echilibrul dinamic. Functia de conducere se realizeaza prin substanta alba, care formeaza cai lungi ascendente si descendente si cai scurte.StimulReceptorCale aferenta senzitivaCentru de comandaCale eferenta motoareEfector

Conexiune directaConexiune inversa(feedback)5

Proprietatile Neuronului. SinapsaNeuronul, unitatea de structura si de functiune a sistemului nervos, prezinta urmatoarele proprietati:generarea influxului nervos (excitbilitatea)Conducerea influxului nervos (conductibilitatea)Excitabilitatea reprezinta capacitatea materiei vii de a raspunde prin manifestari specifice la actiunea stimulilor. In conductii experimentale, poate fi determinata cantitativ la animale si om. Se caracterizeaza prin uramatorii parametri:Intensitatea prag a stimulilor (reobaza) reprezinta intensitatea minima necesara unui stimul pentru a produce un influx nervos. In cazul unei stimulari repetate cu excitanti subliminali apare fenomenul de sumatie care produce excitatie. Stimulii cu intensitate superioara pregului (supraliminali) au acelasi efect ca si cei cu intensitatea prag (legea tot sau nimic) Timpul util este timpul minim necesar unui stimul cu intensitatea prag pentru a genera un influx nervos c)Cronaxia este timpul minim necesar unui stimul, avand o intensitate dubla fata reobaza, pentru a induce aparitia unui influx nervos. Are valori de 10-30 de ori mai mici decat timpul util si este cu atat mai scurta cu cat excitabilitatea este mai mare. Are valori apropiate pentru neuronii senzitivi, motori si efectori (secretori).11d) Labilitatea este capacitatea neuronului de a raspunde la un anumit numar de stimuli pe unitate de timpe) Periaoda refractara reprezinta proprietatea neuronului de a nu raspunde la un stimul nouin timpul unui raspuns la un stimul anteriorf) Bruschetea este rapiditatea cu care actioneaza stimululConductibilitatea reprezinta capacitatea de autopropagare a influxului nervos prin axon spre alt neuron sau spre efector. Suportul fizico-chimic al excitabilitatii si al conductibilitatii este potentialul electric membranar. Conform teoriei ionice a lui Julius Bernstein, acest potential electric apare cao consecinta a repartitiei inegala a ionilor (Na ,K, Ca,) de o parte si de alta a membranei celulare neuronale care prezinta permeabilitate selectiva. Datorita miscarii ioniceimpuse de gradientul de concentratie, apar diferentele de potential electric intre cele doua fete ale membranei.In conditii de repaus neurilema este pozitiva pe fata externa si negativa pe cea interna. Intre cele doua fete exista o diferenta de potential de 70 mV numita potential de de repaus. In timpul potentialului de repaus, membrana este permeabila pentru K si impermeabila pentru Na. Membrana devine negativa la exterior si pozitiva la interior. Diferenta de potential devine 35 mV si se numeste potential de actiune. Acesta

12

Sinapsele neuro-neuronale pot fi axosomatice sau axodendritice,axoaxonice sau dendrodentritice. Din punct de vedere al mecanismului prin care se face transmiterea,sinapsele pot fi chimice sau electrice. In urma interactiunii dintre mediatorul chimic eliberat in fanta sinaptica si receptorii de pe membrana postsinaptica,apare de polarizarea membranei postsinaptice,numita potential postsinaptic excitator,daca este vorba de un neuron postsinaptic, sau potential terminal de placa,daca este vorba de o fibra musculara scheletica.Acest potential,care nu trebuie confundat cu potentialul de actiune,are doua proprietati speciale:sumatia temporala si cea spatiala .In prim caz,doua asemenea potentiale produse prin descarcarea de mediator din aceeasi fibra presinaptica se pot suma,rezultand un potential mai mare,iar in cel de-al doilea caz,potentialele postsinaptice excitatorii,produse de doua terminatii presinaptice vecine pe aceeasi membrana postsinaptica,se pot cumula. Oboseala transmiterii sinaptice.Stimularea repetata si rapida a sinapselor excitatorii este urmata de descarcari foarte numeroase ale neuronuluipotsinaptic,pentru ca,in urmatoarele milisecunde,numarul acestora sa scada accentuat.In acest caz,avem de-a face cu un mechanism de protectie impotriva suprastimularii,care se realizeaza prin epuizarea depozitelor de mediator chimic de la nivelul terminatiei presinaptice. Sinapsele chimice: 1)sunt alcatuite din terminatie presinaptica,fanta sinaptica,celula postsinaptica.2)Se foloseste sub actiunea impulsului nervos;ca mediator chimic interactioneaza cu receptorii specifici de pe membrana postsinaptica,3)SN vegetative,placa motorie Sinapsele electrice: 1)sunt alcatuite din doua cellule de aceleas\i dimensiuni,2) folosesc la trecerea ionilor si a moleculelor prin aceste locuri de jonctiune.3)exemple:miocardul,muschi neted14

15

Conducerea la nivelul axonilor mielinizatiIn acest caz, datorita proprietatilor izolatoare ale mielinei, potentialul de actiune apare la nivelul nodurilor Ranvier si sare de la un nod la altul intr-un tip de conducere numita saltatorie. Acest tip de conducere permite viteze mult mai mari. Aceasta explica aparitia mai rapida a unor reflexe decat altele.Sinapsa este conexiunea functionala intre un neuron si o alta celula. In SNC, a doua celula este tot un neuron, dar in SNP ea poate fi o celula efectoare, musculara sau secretorie. Desi similara cu cea neuroneurala, sinapsa neuromusculara se numeste placa motorie sau jonctiune neuromusculara.La nivelul sinapselor, transmiterea se face intr-un singur sens.

161.ELECTROPHYSIOLOGIC STUDIES

ENCEFALOGRAFIAEEG

1.Definitie

Electroencefalograma reprezinta inregistrarea semalelor electrice ce rezulta din activitatea creierului. Amplitudinea undelor inregistrate reflecta numarul neuronilor care functioneaza sincron la un moment dat. In mod normal amplitudinea undelor este in jur de 100 microV. Electrozii de inregistrare pot fi plasati in anumite cazuri direct pe cortex, iar in acest caz se inregistreaza o electrocorticograma, amplitudinea undelor fiind mai mare in jur de 1-2 mV.Scaderea amplitudinii in cazul EEG se explica prin efectul izolator al cutiei craniene.

EEG

creierul uman produce in permanenta impulsuri electrice, numite unde cerebrale, care se pot masura dupa amplitudine si frecventa.Amplitudinea este puterea impulsului electric, masurata in microvolti, Frecventa este viteza ondulatiilor electrice, masurata in herti.

Frecventa determina clasificarea undelor cerebrale in unde beta, alfa, teta si delta, iar combinatia acestor diferite categorii de unde determina starea de constiinta a unei persoane la un anumit moment.

Undele alfa amplitudine mica 50-100 microVfrecventa medie - 8-13 Hzamplitudinea lor creste si descreste regulat formand fusuri caraceristicereflecta activitatea electrica sincrona a neuronilor din cortexul occipitalindica o stare de veghe relaxataSe blocheaza pri deschiderea ochiilor

Undele alfa starea de vis

Undele cerebrale alfa sint prezente in timpul starilor onirice, dar si in timp ce omul isi foloseste imaginatia si capacitatea de a vizualiza. Ele sint, de asemenea, asociate unei stari de spirit detasate si receptive, in care se creeaza o punte intre constient si inconstient. Undele beta amplitudine de 5-30 microV frecventa de 13-30 Hz sunt neregulate si semnifica o desincronizare aactivitatii neuronilor corticalireflecta activitatea neuronilor din cortexul frontal si parietal anterior

Undele beta constientul

Undele beta sint produse de creier in starile normale de veghe

In conditii optime undele beta sint asociate gindirii logice, rezolvarii problemelor concrete si atentiei active indreptate asupra lumii inconjuratoare.

Panica (ritm rapid de unde beta) cu simptomele ei caracteristice: puls neregulat, respiratie rapida, imposibilitatea de a se concentra si de a lua o decizie.

Undele teta amplitudine maxima de 20 microV frecventa de 4-8 Hz sunt normale la copii prezenta lor la adultii in stare de veghe este considerata anormala

Undele teta subconstientul

Se intimpla oricui sa simta ca ceva nu este in regula sau sa resimta impulsul inexplicabil de a face ceva anume.

In spatele undelor teta se afla ingropate amintiri, senzatii, emotii. Desi acestea pot fi inaccesibile omului in stare de veghe, ele afecteaza totusi si chiar guverneaza atitudinile, sperantele, credintele si comportamentele sale.

Ele sint active in timpul visului si meditatiei profundeUndele delta au cea mai mare amplitudine, >50 microV frecventa mica de maximum 4 Hz caracteristice fazelor de somn profund prezenta undelor delta la adulti, in stare de veghe semnifica existenta unor leziuni cerebrale pot sa apara in orice derivatie, neexistand practic zone corticale de maxima incidenta

Undele delta inconstientul Se intimpla sa stim ca va suna telefonul cu citeva clipe inainte ca aceasta sa se petreacaUndele delta sint un fel de radar personal, trimitind si primind mesaje la nivel inconstient.

Prezente in timpul somnului profund, ele ramin active atunci cind toate celelalte unde cerebrale inceteaza sa-si faca simtita prezenta. Ele pot fi prezente si in timpul starilor de veghe, in combinatie cu alte tipuri de unde.

Undele delta de amplitudine mare creeaza adesea o puternica capacitate de Empatie .Undele gama amplitudinea > 50 microV frecventa mare in jur de 30-100 Hz se inregistreaza in conditii de activitate corticala superioara (ex. perceptia, rezolvarea unor probleme complicate, teama etc.)

Alte ritmuri tipice ale EEG :

- complexele K : amplitudini minime de 100 V; sunt ntlnite n somn. - fusul encefalografic : succesiune de unde; frecvene ntre 12 - 16 Hz.

EEG (a), amplitudinea (b) i densitatea spectral (c) Amplitudinea numrul de neuroni care funcioneaz sincron;

Creierul este activ (starea de veghe):-predomin undele de amplitudine mic;

inactiv (somn profund):-predomin undele de amplitudine mare i frecven mic deoarece neuronii tind s funcioneze sincron.

EEG normalO electroencefalogram normal se caracterizeaz prin: existena unui ritm dominant de aproximativ 10 Hz; o amplitudine medie de 20-100 V.

Ritmuri cerebrale:

se urmresc mai muli parametri: frecven, amplitudine, morfologie, reactivitate, topografie.

Ritmurile cerebrale frecven joas (0,5-30 cicli/ secund).

n funcie de frecvena cu care se repet un element grafic pe secunda 4 tipuri de ritmuri (alfa, beta, teta, delta).

Pentru fiecare ritm mai multe variante (lent, rapid, etc.) care sunt denumite band.

Traseul EEG n stare de veghe

a) Traseul EEG la adult: n stare de veghe i n repaus psihomotor stabil i se modific foarte puin n hiperpnee. frecvene nalte; la vrsta a III-a revine spre frecvene joase.

b) Traseul EEG la copil: n funcie de vrsta copilului; pentru vrstele mici sunt dominate frecvenele joase;

Interpretarea EEG la copil pune probleme mult mai dificile ca la adult datorit variabilitii mari de manifestare.

Traseul EEG n timpul somnului: Aspectul EEG este complet diferit n timpul somnului fa de cel n starea de veghe i este caracteristic fiecrei faze de somn.

Se descriu 2 forme de somn: * somnul lent (telencefalic) Non REM (Non Rapid Eye Movements ); *somnul rapid (rombencefalic) REM (Rapid Eye Movements).

Clasificare:

EEG clasic / convenional -folosit pentru diagnosticul medical i nu pentru feedback. Acesta din urm este pus de catre medicii neurologi, dup analiza morfologic a undei/ undelor respective. EEG computerizat / digital se poate utiliza: clasic (diagnostic medical);pentru neurofeedback.calculatorul prelucreaz unda/undele intr-un timp aproape real, realiznd descompunerea lor, n componente standard ( , , , , i SMR())aceast descompunere = analiz spectral (computerizat)

Electroencefalografia cantitativ (quantitative EEG: qEEG)

qEEG a fost definit de William J. Hudspeth, ca fiind masurarea, utiliznd tehnologia digital, a modelelor / tiparelor electrice de la suprafaa scalpului care, nainte de toate, reflect activitatea cortical sau undele cerebrale

-n general are la baz 19 canale;

- poate s preleveze replicate temporale (pentru acelasi individ) sau spaiale pentru mai multi indivizi din acelai grup (dup vrsta, tip clasic de patologie etc.), pe care le analizeaz statistic (medie, abatere standard);

- poate msura conectiviatea dintre oricare dou puncte de pe scalp in termenii benzilor de frecvent standard.

Aparatura necesara-tehnica de inregistrareInregistrarea EEG se face cu ajutorul unor aparate speciale (electroencefalografe).

Aparatura utilizata pentru EEG consta din: sistem de captare sistem de amplificaresistem de inregistrare

Sistemul de captarereprezentat de electrozi nepolarizati legati de sistemul de amplificare prin conductori electrozi pentru evitarea problemelor de polarizare se folosesc electrozi de argintelectrozii se fixeaza pe pielea capului, dupa o degresare prealabila a zonei cu un amestec de alcool, acetona si eterelectrozii sunt amplasati simetric, dupa scheme precise, realizand sisteme de derivatii Electrozii sunt amplasai simetric, dup scheme precise (Jasper, 1941).

Modul de grupare al electrozilor sau de sistematizare a derivaiilor constituie montajele.

Se utilizeaza 2 sisteme de culegere:monopolar in care electrodul inactiv (de referinta) se plaseaza pe corp (lobul urechii, ceafa)bipolar culege diferenta de potential dintre 2 arii electrice (ambii electrozi sunt activi)

In sistemul bipolar se deosebesc 3 tipuri de montaje: circularelongitudinaletransversale

Culegerea semnalului EEGElectrozii sunt denumii dup zona de culegere: F - electrozi frontali,T - temporali, C - centrali,P - parietali, O - occipitali, iar electrodul de referin este notat cu A.

Electrodul de mas este plasat pe piciorul drept (ca n ECG). Culegerea unipolar amplific semnalul de electrod fa de referin.

Plasarea electrozilor EEG i culegerea unipolar Culegerea cu punct de referin median Culegerea cu punct median de referin are la baz medierea semnalelor pentru toi electrozii encefalici printr-o reea rezistiv de sumare.

Culegerea bipolar pentru o localizare mai bun a fenomenelor encefalice, deoarece semnalele utile pot fi n antifaz i astfel pot fi izolate de artefacte.

Culegerea bipolar Analiza semiautomat a EEGAnaliza (semi)automat asimileaz semnalul EEG pe un tronson limitat cu un proces aleator, staionar i ergodic (mediile statistice = mediile temporale).

se folosete o singur realizare reprezentativ i este posibil analiza n timp real.

Citirea direct a EEG informaii puine.

Analiza automat EEGMonitorizarea EEG n timp real realizeaz funciile: calculul funciei de corelaie ntre dou canale EEG;filtrarea adaptiv (EEG curent se compar cu diferite EEG memorate);filtrare digital selectiv, prin care se pun n eviden sau se elimin diferite ritmuri specifice EEG (de exemplu filtrare trece - sau rejecie - );monitorizarea intervalelor de trecere prin zero i a densitii spectrale.

Interpretarea automat a EEG = analiza unei mari varieti de forme de und, normale i anormale, pe un numr mare de canale. Monitorizarea EEG are ca scop detecia i semnalizarea unor modificri semnificative, att pentru unde lente ct i pentru unde rapide (spike-uri). 52nregistrarea se poate obine n 2 condiii: EEG spontan (de fond) nregistreaz activitatea electric a creierului n condiii bazale fr intervenia unor factori externi sau interni; EEG evocat prin metode de activare EEG, (cnd se modific activitatea de fond prin stimuli periferici sau centrali). pune n eviden anomalii EEG care nu apar pe traseul spontan sau modificri de recetivitate.

Parametrii EEGDin punct de vedere informaional, parametrii EEG sunt:

Parametrii temporali :

numrul interseciilor de nivel (zero sau nivel constant) n unitatea de timp;numrul extremelor n amplitudine din unitatea de timp;mediile temporale de ordinul unu i doi.

Mediile temporale (medii statistice) folosite mai des: media, media ptratic, dispersia, abaterea mediei ptratice, funciile i coeficienii de inter / autocorelaie, funciile de inter / autocovarian.

Dinamica semnalului EEG = diferena dintre maximum-maximorum i minimum-minimorum.Parametrii statistici de amplitudine: pe histogram;pe funcia densitate de probabilitate (histograma de ordinul doi).

Pe ultimul grafic se calculeaz :media, mediana (valoarea mijlocie a domeniului variabilei x), moda (argumentul pentru care densitatea este maxim).

Parametrii frecveniali: pe spectrele de amplitudine; pe spectrele de putere; reprezint evidenierea ritmurilor specifice , , , , ale EEG, a cror distribuie n frecven se asociaz cu strile fizio-patologice ale subiectului.

Parametri statistici folosii n analiza EEG Histograma (a) i densitatea de probabilitate a semnalului EEG (b) Sistemul de amplificareare rolul de a realiza o intensitate suficient de mare a biocurentilor culesi pentru a putea actiona sistemul de inregistraresistemul consta dintr-un dispozitiv electronic capabil sa realizeze o amplificare de sute de mii de ori a potentialelor cerebrale care au o valoare foarte redusa (20-50 microV) fara a produce distorsionari ale acestor potentiale

Traseul EEG in stare de veghe Pentru stabilirea normalitatii unui traseu se va avea in vedere aspectul traseului in functie de varsta, dupa starea de veghe sau somn, in repaus (spontan) sau activat.

Metode de activareDestinate a amplifica activitatea electrica corticala

Proba cu hiperventilare Pacientul este rugat sa respire profund timp de 3 minute cu o frecventa aproximativa de 20/min. Hiperventilarea printr-un mecanism care inca urmeaza a fi elucidat poate determina aparitia activitatii epileptice specifice sau a altor anormalitati electrice la EEG

Stimulare luminoasa intermitenta O sursa puternica de lumina oscilanta (un stroboscop) este plasata la aproximativ 30 de cm de ochii pacientului si este pusa sa oscileze cu o frecventa de la 1 la 20/s in timp ce pacientul tine ochii deschisi sau inchisi.

Proba cu somn. EEG este inregistrata in timp ce pacientului i se permite sa adoarma de sinestator sau cu ajutorul sedativelor. Somnul este extrem de util in evidentierea anormalitatilor, in special in caz de prezenta a epilepsiei de lob temporal sau altor tipuri de epilepsie.a) Traseul EEG la adultIn stare de veghe si in repaus psihomotor traseul este stabil si se modifica foarte putin in hiperpnee.

b) Traseul EEG la copilAspectul traseului este in functie de varsta copilului.La varstele mici sunt dominante frecventele joase, iar la adult frecventele inalte. La varsta a 3-a revine spre frecventele joase. Se poate afirma deci ca maturarea cerebrala poate fi corelata cu frecventa.

Interpretarea EEG la copil pune probleme mult mai dificile datorita variabilitatii mari de manifestare.

Diagnosticarea cazurilor de epilepsie AVChemoragii (hematoame)leziuni cerebrale tumoriInfectiiboli degenerative sau metaboliceDementa Coma studierea problemelor legate de somn, monitorizarea activitatii unui pacient in timpul unei interventii chirurgicale pe creier;

MAGNETOENCEFALOGRAFIA

Magnetoencefalografia (MEG) este o tehnica de explorare a activitatii cerebrale ce se realizeaza prin inregistrarea de campuri magnetice produse de curentii electrici care apar in mod natural in creier, utilizand baterii de elaborare a sensorilor magnetici SQUID (superconducting quantum interference devices -dispozitive superconductoare cuantice de interferenta).

Aplicatiile magnetoencefalografiei: in cercetarile de baza ale proceselor cognitive si perceptuale ale creierului,localizarea regiunilor afectate de anumite patologii,determinarea functiilor pentru diferite parti ale creierului diagnostic pentru epilepsie.

O metod neinvaziva de detectare a bolilor neurologice (schizofrenia, boala Alzheimer, scleroza multipla etc.), inca din faze incipiente.

67Semnalele MEG deriva din efectul curentilor ionici care parcurg dendritele neuronilor de-a lungul transmisiei sinaptice. Conform ecuatiilor lui Maxwell, orice curent electric va produce un camp magnetic ortogonal.

MEG msoara funciile creierului, spre deosebire de PET i SPECT, care exploreaza funciile cerebrale, indirect prin explorarea metabolismului cerebral. MEG are o rezoluie buna temporal si spaial; sursele pot fi localizate cu o precizie milimetric .MEG este complet non-invaziva. Nu presupune injectarea de izotopi sau expunerea la raze X sau cmpuri magnetice. Astfel, testele sunt posibile si pe copii sau sugari.

Protectia magneticaPentru protectia magnetica potrivita se construiesc camere din aluminiu pentru a reduce zgomotul de inalta si joasa frecventa. O camera de protectie magnetica este compusa din 3 straturi. Fiecare strat este facut din placi de aluminiu pur plus un strat feromagnetic cu o mare permeabilitate, similar cu aliajul molibden-permaloy(aliaj fier-nichel). Stratul feromagnetic este furnizat in foite de 1mm, in timp ce stratul cel mai trainic este compus din 4 foite in contact inchis, si cele 2 straturi din exterior se compun din 3 foite fiecare. Continuitatea magnetica este mentiuta de suprapunerea benzilor.

Stimularea Magnetica Transcraniana

TMS sau stimularea magnetica transcraniana este o procedura non-invaziva ce ar putea deveni in viitor o alternativa in tratarea unor diferite afectiuni ale creierului.TMS implica folosirea unor pulsuri foarte scurte de energie pentru a stimula celulele nervoase.

TMS ofera posibilitatea manipularii activitatii neuronale, non-invaziv intr-o anumita zona a creierului (coreleaza raspunsul neuronal determinat de TMS, cu schimbari in fluxul sangvin la nivelul regiunii stimulate, pentru a observa cum raspunde celula nervoasa in timp).

TMS ofera o serie de avantaje importante comparativ cu alte tehnici de stimulare electrica cerebrala ca: terapia cu electrosocuri (ECT), electrostimulare nervoasa transcutanata (TENS), stimularea nervului vag (VNS), stimularea cerebrala profunda (DBS), stimulare transcraniana directa (tDCS), sau tratamentul magnetic al convulsiilor (MST). Printre aceste avantaje cele mai importante ar fi acuratetea excelenta (specifica DBS), non-invazivitatea metodei (fata de TENS, VNS sau ECT), precum si siguranta metodei.

Deep brain stimulation