Universitatea Titu MaiorescuFacultatea de Psihologie

Psihoneurofiziologie

METODE ŞI TEHNICI DE INVESTIGARE A ANATOMIEIŞI FIZIOLOGIEI CREIERULUI

Electroencefalograma (EEG)

Functiile sistemului nervos central, cu precadere ale creierului, pot fi studiate in diverse moduri. Desi nici una dintre metodele de studiu nu pot furniza toate raspunsurile, utilizand o varietate de tehnici distincte de investigare, se pot obtine o serie de informatii despre fiziologia cerebrala.

Între gradul de cunoaştere a anatoniei creierului şi intelegerea funcţionării lui există o legătură indisolubilă. Pentru lămurirea multor probleme actuale se impune aplicarea unor metode de studiu din ce în ce mai perfecţionate. Circumscrierea registrului acestor metode depinde de profunzimea sau nivelul cu care se abordează raportul creier-funcţie-psihic.

Electroencefalograma (EEG)

Electrencefalograma – EEG – este o metoda de investigatie fiziologica (electrofiziologica), ce semnifica in sens restrans inregistrarea prin scalp a activitatii electrice a creierului, iar in sens larg include si electrocorticografia (inregistrarea activitatii electrice direct de pe scoarta cerebrala) si stereoencefalografia (inregistrarea activitatii electrice a unor structuri profunde din creier).

In mod current inregistrarea EEG se face intre doi electrozi, plasati pe scalp, traseul obtinut reprezentand o deviatie. Numarul electrozilor si plasarea lor difera de la un laborator la altul in functie de necesitati sau de aparatura. Schema de plasare a electrzilor realizeaza montajul respectiv. Inregistrarea EEG se face in conditii de repaus, subiectul fiind in stare de veghe, cu ochii inchisi, linistit, relaxat psihic si euro-muscular. Traseul EEG este constituit dintr-o succesiune de unde, fiecare din ele constituind un grafoelement. Traseul in ansamblu, cat si grafoelementele, in parte, se pot analiza dupa criterii frecventiale, de durata, amplitudine, ritm, forma, topografie regionala si reactivitate. Se intelege prin ritm EEG o succesiune de unde cu aceeasi frecventa, cu amplitudine egala sau modulate, constituind traseul de fond peste care se pot suprapune unde trecatoare sau/si complexe.

EEG are o largă aplicare în medicină, atât ca metodă de cercetare cât şi ca metodă clinică de explorare funcţională. Totuşi, criteriile pe care le furnizează această metodă au o valoare diagnostică relativă din lipsă de specificitate. Examenul EEG este extrem de uşor de efectuat, se face într-un interval de timp relativ scurt, nu produce senzaţii neplacute şi nu are contraindicaţii. EEG aşa cum se înregistrează în mod obişnuit cu ajutorul electrozilor diseminaţi pe suprafaţa scalpului, reflectă activitatea corticală fapt datorită căruia este denumită ECG (electrocorticogramă). Ea reprezintă activitatea continuă a milioane de neuroni care apare în două variante: sincronizată şi desincronizată.

Activitatea EEG sincronizată are o formă ondulatorie caracteristică, repetată, care poate fi identificată prin numărul de unde pe secundă. Astfel, la subiecţii relaxaţi EEG este dominată de undele alfa şi delta.

Tipuri de unde O electroencefalograma normala se caraterizeaza prin existenta unui ritm dominant de

aproximativ 10 Hz (hertz) si o amplitudine medie de 20-100 microV (figura 1).Amplitudinea reflecta numarul de neuroni care functioneaza sincron si nu gradul de activiate al fiecarui neuron. Cand creierul este activ (starea de veghe) predomina undele de mica amplitudine; cand creierul este inactiv (in timpul somnului profund) predomina undele de amplitudine mare si frecventa mica deoarece neuronii tind sa functioneze sincron.

Au fost identificate mai multe tipuri de unde (ritmuri) cerebrale:

1. Undele alfa Sunt oscilatii de amplitudine mica, aproximativ 50 microV si frecventa medie, 8-13 Hz.

In mod normal, amplitudinea lor creste si descreste regulat formand fusuri caracteristice (figura 2). Se presupune ca aceste unde reflecta activitatea electrica sincrona a neuronilor din cortexul occipital. De cele mai multe ori undele alfa indica o stare de veghe relaxata. Sub influenta activitatii senzoriale si in special a excitatiilor luminoase are loc o reactie de oprire a undelor alfa si de crestere a ponderii undelor beta. Acelasi fenomen se produce si in cazul unei activitati corticale, a unei stari emotive, etc.

O asimetrie de amplitudine care depăşeşte 50% de o parte, faţă de partea opusă, trebuie considerată patologică. Uneori amplitudinea ritmului alfa este ceva mai scăzută pe hemisferul dominant. Undele alfa se înregistrează numai în condiţii de repaus psihosenzorial.

Orice excitaţie (luminoasă, psihosenzorială, efort de atenţie, activitate psihică), produce dispariţia ritmului alfa, fapt cunoscut în EEG sub denumirea de reacţie de oprire.

Stimularea luminoasă intermitentă produce unde alfa care preiau ritmul stimulilor luminoşi.

2.Undele beta Se caracterizeaza printr-o frecventa de 13-30 Hz si o amplitudine de 5-30 microV (figura

3). Spre deosebire de ritmul alfa, undele beta sunt foarte neregulate si semnifica o desincronizare a activitatii neuronilor corticali.

Se consideră că undele beta au în medie jumătate din amplitudinea undelor alfa şi dublul frecvenţei lor. Foarte neregulate, ele sunt dispersate printre ritmul alfa şi astfel mascate încât numai după suprimarea ritmului alfa printr-un excitant psihosenzorial se pot pune în evidenţă.

Incidenţa maximă a acestui ritm se situează la nivelul regiunilor frontale şi temporale dar îndeosebi la nivelul regiunii rolandice. În timpul reacţiei de oprire, ritmul beta se înregistrează şi la nivelul regiunii occipitale. Faţă de undele alfa, ritmul beta este mai puţin labil şi nu este influenţat de un numar aşa de mare de excitanţi psihosenzoriali.

Excitaţiile tactile duc la dispariţia undelor beta, fenomen asemănător reacţiei de oprire produsă de excitaţiile luminoase asupra ritmului alfa. Şi la reacţia de oprire a ritmului beta se descrie un timp de latentţă de perseverare şi de adaptare, întocmai ca la reacţia de oprire a ritmului alfa. Totuşi ritmul beta este un ritm de activitate.

EEG disincronizată nu are o undă dominantă sau caracteristică, ci constă în activităţi electrice neregulate. O înregistrare puternic desincronizată este tipică pentru starea de trezire, de atenţie şi de somn cu vise. Anumite tipare EEG pot fi înregistrate şi la nivelul structurilor subcorticale cu ajutorul electrozilor invazivi implantaţi în diferite formaţiuni.

3. Undele teta Sunt unde cu o frecventa de 4-8 Hz si o amplitudine maxima de 20 microvolti (figura 4).

Desi sunt normale la copii, prezenta lor la adultii in stare de veghe este considerata anormala.Interesantă este EEG şi unda sa caracteristică teta a cărei semnificaţie funcţională a

constituit subiect de discuţii aprinse timp de mulţi ani. Ele se înregistrează sub forma unor unde izolate pe toate derivaţiile şi reprezintă 10-15%

din numărul total de unde. În jurul vârstei de 4 ani, ritmul teta constituie ritmul dominant pe traseele EEG. De asemenea el domină traseele EEG ale adultului şi în primele faze ale somnului. Aceste date relevă faptul că ritmul teta este generat de formaţiunile subcorticale.

Paroxismele de unde teta grupate pe mai multe derivaţii apar în cazul proceselor patologice localizate în straturile cerebrale profunde. În cazul unui traseu EEG normal, undele teta izolate şi asincrone nu trebuie să depăşească 10-15% din totalul undelor înregistrate.

4. Undele deltaAceste unde au cea mai mare amplitudine si o frecventa mica de maximum 4 Hz (figura

5). Sunt caracteristice fazelor de somn profund sau starilor de anestezie in care sistemul reticulat activator ascendent este inhibat. Prezenta undelor delta la adulti, in stare de veghe semnifica existenta unor lezuni cerebrale. Aceste unde pot sa apara in orice derivatie, neexistand practic zone corticale de maxma incidenta.

Ritmul delta poate fi monomorf sau polimorf. Ritmul alfa monomorf este constituit din oscilaţii cu contur regulat, sinusoidale, cu frecvenţă de 0.5-3 c/sec şi cu amplitudine mai mare, în jurul a 100μV. El denotă perturbaţii ale activităţii bioelectrice subcorticale.

Ritmul delta polimorf are contur şi frecvenţe neregulate dar amplitudinea este mai mică decât cea a ritmului delta monomorf. Acest ritm relevă tulburarile din activitatea bioelectrică a cortexului cerebral provocate de procesele patologice superficiale. Ritmul alfa relevă fie activitatea bioelectrică cerebrală din anumite stări fiziologice (somn, imaturitate cerebrală), fie

activitatea bioelectrică ce insoţeşte anumite stări patologice (come, encefalite, hipertensiune intracraniană).

5.Undele gama Au o frecveta mare in jur de 30-100 Hz (figura 6). Acestea se inregistreaza pe

electroencefalograma in conditii de activitate corticala superioara, ca de exemplu: perceptia, rezolvarea unor probleme complicate, teama, constiinta, etc

Pe traseul unui adult normal în stare de veghe şi la adăpost de orice excitanţi psihosenzoriali, ritmul alfa şi beta constituie în medie 90% din totalul oscilaţiilor înregistrate. Totuşi diferenţele individuale sunt mari. De la traseele EEG cu ritm alfa dominant şi până la cele cu ritm beta dominant se descriu numeroase tipuri intermediare. În stările de excitaţie corticală se întâlnesc ritmuri rapide de tip beta iar în stările de inhibiţie apar unde mai lente şi mai ample de tip alfa. Starile emotive se însoţesc de artefacte musculare foarte pronunţate sau de fenomene vasomotorii care deasemeni produc artefacte. Activitatea psihică dezorganizează în mod necaracteristic traseul EEG, fără a se putea trage vreo concluzie asupra unui anumit act psihic. În baza elementelor EEG nu se pot face corelari cu anumite funcţii psihice şi nici nu se pot face aprecieri asupra capacităţii intelectuale. La debilii mintali traseul EEG poate fi complet normal.

Electroencefalograma din timpul somnului diferă după cele 5 stadii descrise de Loamis şi colaboratorii: • -Stadiul A corespunde perioadei de relaxare care precede somnolenţa. EEG se traduce printr-un ritm alfa lent, prin sectoare de unda teta şi uneori prin sectoare de linişte electrică. • -Stadiul B corespunde perioadei de somnolenţă şi adormire. În această fază în care traseul se aplatizează se pot înregistra în mod sporadic unde lente cu o frecventă de 4-5c/sec. • -Stadiul C corespunde perioadei de somn superficial. EEG se traduce prin bufee de unde rapide cu o frecvenţă medie de 14c/sec. Aceste unde grupate în fusuri se deosebesc de undele alfa prin aceea că au o frecvenţă mai mare şi o amplitudine mai mică. • -Stadiul D este echivalent cu faza de somn uşor. EEG în afară de fusurile descrise anterior înregistrează şi unde lente din bandă alfa cu o frecvenţă de 0.5-3c/sec, dar cu o amplitudine mai mare care poate ajunge până la 250-300μV. • -Stadiul E desemnează perioada de somn profund. Pe traseul EEG în locul fusurilor rapide apar unde lente din banda alfa şi rare unde lente de tip teta. În această fază, traseul are un aspect omogen şi uniform. Somnul provocat de hipnotice are caracteristici EEG ca şi somnul spontan. În cercetările ulterioare s-au produs mici modificări ale acestor stadii ale somnului.

Astfel a apărut noţiunea de somn lent şi cea de somn rapid sau paradoxal. Somnul rapid sau faza E reprezintă în medie 18-20% din durata totală a somnului şi apare îndeosebi spre dimineaţa. EEG se caracterizează prin absenţa fusurilor şi a complexelor K spontane şi provocate şi prin activitate de mică amplitudine cu o frecvenţă aparţinând undelor teta şi alfa. Pe regiunile anterioare se observă ritmuri rapide cu bufeuri scurte de 16-24c/sec care amintesc activitatea beta de la adormire. • În esenţă, somnul rapid sau paradoxal se caracterizează printr-o activitate electrică desincronizată, rapidă şi plată , atât la nivelul cortical cât şi diencefalic, prin apariţia activităţii musculare pe EMG, prin mişcări ale globilor oculari, prin vibraţii ale pleoapelor, prin mioză şi prin variaţii cardiovasculare şi respiratorii ( hipertensiune arterială, bradicardie sau tahicardie ,neregularitatea respiraţiei , variabilitatea frecvenţei respiratorii ).

Semnificatia clinica a EEG Undele inregistrate in timpul electroencefalogarmei reflecta modificari cerebrale

normale (induse de varsta, diferiti stimuli) sau patologice. EEG este folosit in mod curent pentru diagnosticarea si localizarea unor leziuni cerebrale. Deasemenea, este un test util pentru a diagnostica hemoragii craniene (hematoame), crize de epilepsie, tumori, infectii, boli degenerative sau metabolice, dereglari ale somnului. In cazul hemoragiilor localizate intre cortex si cutia craniana, EEG se caracterizeaza printr-o amplitudine mica a undelor, deoarece hematomul impinge cortxul in jos, marind astfel distanta dintre sursa de semnale electrice si electrozii de inregistrare.

Investigatia consta in 2 probe, prima se face cu ochii inchisi si respiatia trebuie sa fie accelerata timp de 3-5 minute si poarta denumirea de hiperventilatie, iar a doua consta in stimulare luminoasa intermitenta. In etapa a doua pacientul este supus unor flashuri luminoase timp de 1-30 secunde.

Inaintea efectuarii unei astfel de investigatii este bine de stiut ca pacientului nu ii trebuie o pregatire efectiva. Tot ce trebuie sa faca este sa evite factorii care ar putea perturba activitatea cerebrala, adica sunetele si lumina puternica, inaintea analizei.

EEG-ul poate fi facut la orice varsta, inclusiv copiilor. Interpretarea rezultatelor trebuie facuta numai de medicul neurolog, care va tine cont si de manifestarile clinice.

Bibliografie

Curs Psihoneurofiziologiebiochimie.lx.roro.wikipedia.org