Brain EEG-procedur

Elektroencefalografi av hjärnan är en metod i elektrofysiologi som registrerar den bioelektriska aktiviteten hos hjärnneuroner genom att ta bort dem från huvudets yta.

Hjärnan har bioelektrisk aktivitet. Varje nervcell i centrala nervsystemet kan skapa en elektrisk impuls och överföra den till närliggande celler med hjälp av axoner och dendriter. Det finns cirka 14 miljarder neuroner i hjärnbarken, som var och en skapar sin egen elektriska impuls. Separat är varje impuls ingenting, men den totala elektriska aktiviteten på 14 miljarder celler varje sekund skapar ett elektromagnetiskt fält runt hjärnan, vilket spelas in av ett elektrodiagram över hjärnan.

EEG-övervakning avslöjar funktionella och organiska hjärnpatologier, såsom epilepsi eller sömnstörningar. Elektroencefalografi utförs med hjälp av anordningen - elektroencefalografen. Är det skadligt att göra proceduren med en elektroencefalograf: Studien är ofarlig, eftersom enheten inte skickar en enda signal till hjärnan, utan bara fångar utgående biopotential.

Hjärnans elektroensfalogram är resultatet i form av en grafisk bild av centralnervesystemets elektriska aktivitet. Det visar vågorna och rytmerna. Deras kvalitativa och kvantitativa indikatorer analyseras och diagnosen utfärdas. Analysen är baserad på rytmer - elektriska oscillationer i hjärnan.

Beräknad elektroencefalografi (CEEG) är en digital metod för att registrera vågaktivitet i hjärnan. Föråldrade elektroencefalografer visar ett grafiskt resultat på ett långt band. KEEG visar resultatet på datorskärmen.

EEG-rytmer

Det finns sådana rytmer i hjärnan som spelas in på elektroencefalogrammet:

Amplituden ökar i tillståndet för lugn vakenhet, till exempel vid vila eller i ett mörkt rum. Alfa-aktiviteten på EEG minskar när ämnet fortsätter till aktivt arbete som kräver hög koncentration av uppmärksamhet. Människor som varit blinda alla sina liv har brist på alfasymt på EEG.

Det är karakteristiskt för aktiv vaksamhet med en hög koncentration av uppmärksamhet. Betaaktivitet på EEG uttrycks tydligast i projiceringen av den främre cortexen. Även på elektroencefalogrammet framträder beta-rytmen med det plötsliga utseendet på en känslomässigt signifikant ny stimulans, till exempel utseendet hos en älskad efter flera månader av separation. Betydelsen av beta-rytmen ökar också med känslomässig stress och arbete som kräver en hög koncentration av uppmärksamhet.

Detta är en kombination av lågamplitudvågor. Gamma rytmen är en fortsättning på beta-vågor. Så är gammaaktivitet inspelad med en hög psyko-emotionell belastning. Grundaren av den sovjetiska skolan för neurovetenskap Sokolov tror att gamma-rytmen är en återspegling av det mänskliga medvetandet.

Dessa är högamplitudvågor. Han registrerar sig i fasen med djup naturlig och drogsömn. Delta-vågor spelas också in i coma-tillstånd.

Dessa vågor genereras i hippocampusen. Theta vågor förekommer på EEG i två tillstånd: fasen av snabb ögonrörelse och hög koncentration. Harvard professor Shakter hävdar att theta vågor uppträder när förändrade tillstånd av medvetande, till exempel i ett tillstånd av djup meditation eller trance.

Det är registrerat i projiceringen av den tidsmässiga cortexen. Det förekommer i fallet med undertryckande av alfa vågor och i ett tillstånd av hög mentala aktivitet hos de undersökta. Vissa forskare associerar dock kappa-rytm med normal ögonrörelse och betraktar den som en artefakt eller bieffekt.

Visas i ett tillstånd av fysisk, mental och emotionell fred. Det är registrerat i projiceringen av den främre barkens motorlober. Mu vågor försvinner i händelse av en visualiseringsprocess eller i ett tillstånd av fysisk ansträngning.

Norm EEG hos vuxna:

• Alfa rytm: frekvens - 8-13 Hz, amplitud - 5-100 μV.
• Beta rytm: frekvens - 14-40 Hz, amplitud - upp till 20 μV.
• Gamma rytm: frekvens - 30 eller mer, amplitud - högst 15 μV.
• Delta rytm: frekvens - 1-4 Hz, amplitud - 100-200 μV.
• Theta rytm: frekvens - 4-8 Hz, amplitud - 20-100 μV.
• Kappa rytm: frekvens - 8-13 Hz, amplitud - 5-40 μV.
• Mu rytm: frekvens - 8-13 Hz, amplitud - i genomsnitt 50 μV.

Slutsats EEG för en frisk person består av bara sådana indikatorer.

Typer av EEG

Följande typer av elektroencefalografi finns tillgängliga:

1. Natt EEG av hjärnan med video ackompanjemang. Under studien registreras hjärnans elektromagnetiska vågor, och video- och ljudforskning gör det möjligt att utvärdera patientens beteende- och motoraktivitet under sömnen. Hjärnens EEG-dagliga övervakning används när det är nödvändigt att bekräfta diagnosen epilepsi av komplext ursprung eller för att fastställa orsakerna till konvulsiva anfall.
2. Brain kartläggning. Denna variation gör att du kan kartlägga hjärnbarken och markera den patologiska uppkomsten av lesioner.
3. Elektroencefalografi med biofeedback. Det används för hjärnstyrningsträning. Således ser han sitt encefalogram när han undersöker ljud eller ljusstimuler och försöker att mentalt ändra sina indikatorer. Det finns liten information om denna metod och det är svårt att utvärdera effektiviteten. Det hävdas att det används för patienter som har resistens mot antiepileptika.

Indikationer för utnämning

Elektrofysiologiska forskningsmetoder, inklusive EEG, visas i sådana fall:

• För första gången avslöjade krampanfall. Konvulsiva anfall. Misstänkt epilepsi. I detta fall avslöjar EEG orsaken till sjukdomen.
• Utvärdering av effektiviteten av läkemedelsbehandling för epilepsi som är välkontrollerad och resistent mot droger.
• Överförda huvudskador.
• Suspicion av en neoplasma i kranialhålan.
• Sömnstörning
• Patologiska funktionella tillstånd, neurotiska störningar, såsom depression eller neurastheni.
• Utvärdering av hjärnans prestanda efter stroke.
• Utvärdering av involutionella förändringar hos äldre patienter.

Kontra

Hjärn EEG är en absolut säker icke-invasiv metod. Det registrerar elektriska förändringar i hjärnan genom att ta bort potentialen med elektroder som inte skadar kroppen. Därför har ett elektroencefalogram inga kontraindikationer och kan utföras till någon patient som har en hjärna.

Hur man förbereder sig för förfarandet

• I 3 dagar måste patienten överge antikonvulsiv behandling och andra medel som påverkar centrala nervsystemet (lugnande medel, anxiolytika, antidepressiva medel, psykostimulerande medel, hypnotika). Dessa läkemedel påverkar inhiberingen eller exciteringen av hjärnbarken, varför EEG kommer att visa falska resultat.
• I 2 dagar måste du göra en liten diet. Drycker som innehåller koffein eller andra stimulanser i nervsystemet bör kasseras. Det rekommenderas inte att dricka kaffe, starkt te, Coca-Cola. Du bör också begränsa svart choklad.
• Förberedelserna för studien inkluderar shampooing: inspelningssensorerna placeras på den håriga delen, så rent hår ger bättre kontakt.
• Innan studien rekommenderas inte att applicera hårlack, gel och andra kosmetika som förändrar hårdets densitet och konsistens.
• Två timmar innan studien inte kan rökas: Nikotin stimulerar centrala nervsystemet och kan snedvrida resultaten.

Förberedelser för hjärnens EEG kommer att visa ett bra och pålitligt resultat som inte kräver upprepad forskning.

Hur är proceduren

Processbeskrivning på exemplet för EEG-videoövervakning. Studien är dag och natt. Den första börjar vanligtvis från 9:00 till 14:00. Nattalternativet börjar vanligtvis kl. 21.00 och slutar klockan 9.00. Håller hela natten.

Före diagnostikens början sätts elektrodkåpan på testkåpan och en gel appliceras under sensorerna vilket förbättrar konduktiviteten. Enheten är fastsatt på huvudet med klämmor och fästelement. Kepsen läggs på personens huvud under hela proceduren. EEG-locket för barn under 3 stärks ytterligare på grund av huvudets lilla storlek.

All forskning utförs i ett utrustat laboratorium där det finns toalett, kylskåp, vattenkokare och vatten. Du kommer att prata med en läkare som behöver ta reda på din nuvarande hälsotillstånd och beredskap för förfarandet. Först delas studien under aktiv vaksamhet: patienten läser en bok, tittar på TV, lyssnar på musik. Den andra perioden börjar under sömnen: Den bioelektriska aktiviteten i hjärnan utvärderas under den långsamma och snabba sömfasen, uppskattningsbeteenden under drömmar uppskattas, antalet uppvakningar och andra ljud, såsom snarkning eller prata under sömnen. Den tredje delen börjar efter att vakna och fixar hjärnaktivitet efter sömn.

Under kursen kan man använda fotostimulering med EEG. Denna procedur är nödvändig för att bedöma skillnaden mellan hjärnaktivitet under avvärjandet av yttre stimuli och under leveransen av ljusstimuli. Vad som noteras på elektroencefalogrammet under fotostimulering:

1. minskning av rytmans amplitud;
2. photomyoclonia - polyspikes förekommer på EEG, som åtföljs av rubbning av ansiktsmusklerna eller lemmarnas muskler;

Fotostimulering kan utlösa epileptiforma svar eller ett epileptiskt anfall. Med denna metod kan du diagnostisera latent epilepsi.

För diagnos av latent epilepsi används också ett prov med hyperventilering under EEG. Ämnet bedöms djupt och andas regelbundet i 4 minuter. Denna provokationsmetod gör det möjligt att upptäcka epileptiform aktivitet på ett elektroencefalogram, eller till och med för att provocera en generaliserad krampanfall av epileptisk natur.

Dagtidens elektroencefalografi görs på ett liknande sätt. Det utförs i ett tillstånd av aktiv eller passiv vakenhet. Vid tiden är det gjort från en till två timmar.

Hur får man en EEG att hitta ingenting? Den elektriska aktiviteten i hjärnan avslöjar de minsta förändringarna i hjärnans vågaktivitet. Därför, om det finns en patologi, till exempel epilepsi eller cirkulationssjukdomar, kommer en specialist att identifiera den. EEG-norm och patologi är alltid synliga trots alla försök att dölja obehagliga resultat.

När det är omöjligt att transportera patienten, utförs hjärnan EEG hemma.

För barn

Barn gör EEG på en liknande algoritm. Barnet läggs på en maskhatt med fasta elektroder och lägger den på huvudet innan du behandlar ytan på huvudet med ledargel.

Hur man förbereder: Förfarandet orsakar inte obehag eller smärta. Barn är emellertid fortfarande rädda för att de är på läkarens kontor eller i laboratoriet, vilket från början ger en inställning som blir obehaglig. så före förloppet bör barnet förklaras vad som exakt kommer att hända med honom och att forskningen inte är smärtsam.

Ett hyperaktivt barn kan vara sederat eller hypnotiskt före provning. Detta är nödvändigt så att de extra rörelserna i huvudet eller nacken inte tar bort kontakten hos sensorerna och huvudet under studien. Spädbarnsforskning utförs i en dröm.

Resultat och avkodning

Genomförande av hjärnens EEG ger ett grafiskt resultat av centralnervesystemets bioelektriska aktivitet. Det här kan vara en tejpinspelning eller en bild på en dator. Avkodning av elektroencefalogram är analys av vågindex och rytmer. Sålunda jämförs de erhållna figurerna med den normala frekvensen och amplituden.

Följande typer av EEG-avvikelser existerar.

Normala indikatorer eller organiserad typ. Det kännetecknas av huvudkomponenten (alfa vågor), som har regelbundna och regelbundna frekvenser. Vågorna är släta. Beta rytmer är övervägande av medium eller hög frekvens med en liten amplitud. Långsamma vågor är få eller nästan inte uttalade.

• Den första typen är uppdelad i två undertyper:
  • idealisk valmöjlighet; här förändras inte vågorna i princip;
  • subtila överträdelser som inte påverkar hjärnans arbete och mentala tillstånd hos personen.
• Hypersynkron typ. Det kännetecknas av ett högvågindex och ökad synkronisering. Vågorna behåller dock sin struktur.
• Synkroniseringsbrott (platt typ EEG eller desynkron typ EEG). Svårighetsgraden av alfaaktiviteten minskar med ökande aktivitet av beta-vågor. Alla andra rytmer ligger inom normala gränser.
• EEG-disorganiserad typ med uttalade alfavågor. Det kännetecknas av en hög aktivitet av alfaritmen, men denna aktivitet är oregelbunden. Den oorganiserade typen EEG med alfytrytm har inte tillräcklig aktivitet och kan registreras i alla delar av hjärnan. Inspelade också hög aktivitet beta, theta och delta vågor.
• Störning av EEG med en dominans av delta- och teta-rytmik. Det kännetecknas av låg alfa-vågaktivitet och hög långsam rytmaktivitet.

Den första typen: ett elektroencefalogram visar normal hjärnaktivitet. Den andra typen avspeglar en svag aktivering av hjärnbarken, indikerar oftare en störning i hjärnstammen med en kränkning av den retikulära bildningens aktiverande funktion. Den tredje typen återspeglar ökad aktivering av hjärnbarken. Den fjärde typen av EEG visar dysfunktion i arbetet hos regleringssystemen i centrala nervsystemet. Den femte typen avspeglar organiska förändringar i hjärnan.

De tre första typerna hos vuxna förekommer antingen normalt eller med funktionella förändringar, till exempel neurotiska störningar eller schizofreni. De senare två typerna indikerar gradvis organiska förändringar eller uppkomsten av hjärndegenerering.

Förändringar i elektroencefalogrammet är ofta ospecificerade, men vissa patognomoniska nyanser tyder på en specifik sjukdom. Till exempel irriterande förändringar i EEG-typiska icke-specifika indikatorer som kan uppstå med epilepsi eller kärlsjukdomar. Med en tumör minskar aktiviteten hos alfa- och beta-vågor, även om detta anses vara irriterande förändringar. Irriterande förändringar har sådana indikatorer: alfa vågor blir mer akuta, aktiviteten av beta vågor ökar.

Brännpunktsändringar kan registreras på elektroencefalogrammet. Sådana indikatorer indikerar fokal dysfunktion hos nervceller. Nonspecificiteten av dessa förändringar tillåter emellertid inte en restriktiv linje mellan hjärninfarkt eller suppuration, eftersom EEG i alla fall kommer att visa samma resultat. Det är dock exakt känt: måttliga diffusa förändringar indikerar organisk patologi, inte funktionell.

Det största värdet av EEG är för diagnos av epilepsi. Epileptiforma fenomen är fastsatta mellan enskilda attacker på bandet. Förutom öppen epilepsi registreras sådana fenomen hos personer som ännu inte har diagnostiserats med "epilepsi". Epileptiforma mönster består av spikar, skarpa rytmer och långsamma vågor.

Vissa av de enskilda egenskaperna hos hjärnan kan emellertid producera vidhäftningar även om en person inte är sjuk med epilepsi. Det händer i 2%. Men hos personer som lider av epilepsi registreras epileptiforma adhesioner i 90% av alla diagnostiska fall.

Med hjälp av elektroencefalografi kan du också bestämma spridningen av konvulsiv hjärnaktivitet. Så, EEG tillåter dig att fastställa: Patologisk aktivitet sträcker sig till hela hjärnans cortex eller bara till några av dess delar. Detta är viktigt för differentialdiagnosen av former av epilepsi och valet av behandlingstaktik.

Allmänna anfall (kramp i hela kroppen) är förknippade med bilateral patologisk aktivitet och polyspike. Så, sådan inbördesförhållande är upprättad:

1. Partiella epileptiska anfall korrelerar med vidhäftningar i anterior temporal gyrus.
2. Nedsatt känslighet vid epilepsi eller innan den är associerad med patologisk aktivitet nära Roland sulcus.
3. Visuella hallucinationer eller nedsatt synnytthet under eller före ett anfall är förknippade med vidhäftningar vid projiceringen av den occipitala cortexen.

Några syndrom på EEG:

• Hypsarrhythmia. Syndromet manifesterar sig som en kränkning av vågornas rytm, utseendet på vassa vågor och polyspike. Manifest med infantila spasmer och västsyndrom. Bekräftar oftast diffus brytning av hjärnans regulatoriska funktioner.
• Polyspaykovs manifestation med en frekvens av 3 Hz indikerar ett litet epileptiskt anfall, till exempel sådana vågor uppträder i ett tillstånd av frånvaro. Denna patologi kännetecknas av en plötslig avstängning av medvetandet i några sekunder med bevarande av muskelton och i frånvaro av ett svar på eventuella yttre stimuli.
• Gruppen av polyspikevågor indikerar ett klassiskt generaliserat epileptiskt anfall med toniska och kloniska kramper.
• Lågfrekvensspikvågor (1-5 Hz) hos barn under 6 år speglar diffusa förändringar i hjärnan. I framtiden är dessa barn utsatta för nedsatt psykomotorisk utveckling.
• Adhesions i projiceringen av de temporala omvälvningarna. De kan vara associerade med godartad epilepsi hos barn.
• Den dominerande slow-wave-aktiviteten, i synnerhet delta-rytmer, indikerar organisk hjärnskada som orsak till krampanfall.

Enligt elektroencefalografi kan man döma medvetandets tillstånd hos patienter. Så det finns ett stort antal specifika egenskaper på tejpen, vilket kan föreslå en kvalitativ eller kvantitativ försämring av medvetandet. Men icke-specifika förändringar manifesteras ofta här, som till exempel vid toxisk encefalopati. I de flesta fall återspeglar den patologiska aktiviteten på elektroencefalogramet organets natur, snarare än funktionell eller psykogen.

På vilka grunder bestäms av försämrad medvetenhet på EEG på grund av metaboliska störningar:

1. I koma eller soporstaten indikerar den höga aktiviteten av beta-vågor narkotikaförgiftning.
2. Trefasiga breda vågor i projiceringen av frontalloberna talar om hepatisk encefalopati.
3. En minskning av aktiviteten hos alla vågor indikerar en minskning av funktionaliteten hos sköldkörteln och hypotyroidism i allmänhet.
4. I ett tillstånd av koma på bakgrund av diabetes visar EEG en vågaktivitet hos en vuxen, liknande epileptiform fenomen.
5. I ett tillstånd av brist på syre och näringsämnen (ischemi och hypoxi) producerar EEG långsamma vågor.

Följande parametrar på EEG indikerar en djup koma eller eventuell död.

• Alpha coma Alfa vågor kännetecknas av paradoxal aktivitet, speciellt tydligt registrerad i projiceringen av hjärnans främre lobor.
• Spontana neurala blinkar, som alternerar med sällsynta vågor med hög spänning, indikerar en stark minskning eller fullständig frånvaro av hjärnaktivitet.
• "Hjärnans elektriska tystnad" kännetecknas av generaliserad polyspayk och insulära rytmer.

Sjukdomar i hjärnan på infektionsbakgrunden manifesterade ospecifika långsamma vågor:

1. Herpes simplexvirus eller encefalit kännetecknas av långsamma rytmer i projiceringen av den tidiga och främre cortexen.
2. Allmänna encefalit kännetecknas av växling av långsamma och vassa vågor.
3. Creutzfeldt-Jakobs sjukdom manifesteras i EEG genom tre- och tvåfasiga akuta vågor.

EEG används vid diagnosen hjärndöd. Så, vid en dödsfall av en hjärnaktivitet av elektriska potentialer minskar så mycket som möjligt. En fullständig halt av elektrisk aktivitet är emellertid inte alltid slutgiltig. Så, biopotentiala blunting kan vara tillfällig och reversibel, till exempel vid överdosering av läkemedel, andningsstopp

I det vegetativa tillståndet i centrala nervsystemet visar EEG isoelektrisk aktivitet, vilket indikerar den fullständiga döden av hjärnbarken.

För barn

Hur ofta kan du göra: antalet procedurer är inte begränsat, eftersom studien är ofarlig.

EEG hos barn har funktioner. Elektroencefalogrammet visar hos barn under ett år gammalt (heltids och smärtfritt barn) periodiska lågamplitud och generaliserade långsamma vågor, huvudsakligen delta-rytm. Denna aktivitet har ingen symmetri. Vid projiceringen av frontalloberna och parietalcortexen ökar vågornas amplitud. Slow-wave aktivitet på EEG i ett barn av denna ålder är normen, eftersom hjärnans regleringssystem ännu inte har bildats.

EEG-normer hos barn i åldern en månad till tre: amplituden för elektriska vågor ökar till 50-55 μV. Det finns en gradvis etablering av vågornas rytm. EEG resulterar i barn på tre månader: en mus-rytm med en amplitud på 30-50 μV registreras i frontalloberna. Också inspelad är asymmetrin av vågorna i vänster och höger halvklot. Efter 4 månaders livslängd registreras den rytmiska aktiviteten hos elektriska impulser i projiceringen av den främre och occipitala cortexen.

Dekoding av EEG hos barn ett år av livet. Elektroencefalogrammet visar alfytrytmoscillationer som alternerar med långsamma deltavågor. Alfa vågor kännetecknas av instabilitet och brist på en tydlig rytm. Theta rytmen och delta rytmen (50%) dominerar i 40% av hela elektroencefalogrammet.

Dekodning av indikatorer hos barn på två år. Alfavågornas aktivitet registreras i alla projektioner av hjärnbarken som ett tecken på den gradvisa aktiveringen av centrala nervsystemet. Markerade också beta-aktivitet.

EEG hos barn 3-4 år. Theta rytmen dominerar på elektroencefalogrammet, långsamma deltavågor dominerar i projiceringen av den occipitala cortexen. Alfa rytmer är också närvarande, men de är knappast märkbara mot bakgrund av långsamma vågor. Under hyperventilation (aktivt tvungen andning) skärs vågorna.

I åldern 5-6 år stabiliseras vågorna och blir rytmiska. Alfa vågor liknar redan alfaaktivitet hos vuxna. Långsamma vågor genom deras regelbundenhet överlappar inte längre alfa-vågor.

EEG hos barn 7-9 år registrerar alfaritmernas aktivitet, men i högre grad registreras dessa vågor i temechprojektionen. Långsamma vågor återfinns i bakgrunden: deras aktivitet är högst 35%. Alfa vågor utgör cirka 40% av hela EEG och theta vågor - högst 25%. Beta aktivitet registreras i frontal och temporal cortex.

Elektroencefalogram hos barn 10-12 år. Deras alfavågor är nästan mogna: de är organiserade och rytmiska, dominerar genom hela grafikkan. Alfa-aktivitet står för cirka 60% av den totala EEG-nivån. Dessa vågor visar den högsta spänningen inom områdena frontal, temporal och parietal lobes.

EEG hos 13-16 år gamla barn. Bildandet av alfa vågor har slutförts. Den bioelektriska aktiviteten i hjärnan hos friska barn har förvärvat funktionerna i en hälsosam vuxens hjärnaktivitet. Alfa-aktivitet dominerar i alla delar av hjärnan.

Indikationer för proceduren hos barn är desamma som hos vuxna. Barn EEG har huvudsakligen till uppgift att diagnostisera epilepsi och fastställa arten av anfall (epileptiska eller icke-epileptiska).

Kramper av icke-epileptisk natur framgår av följande indikatorer på EEG:

1. Utbrott av delta- och theta-vågor är synkrona i vänster och höger halvklot, de generaliseras och framför allt uttrycks i parietal- och frontalloberna.
2. Theta vågor är synkrona på båda sidor och kännetecknas av låg amplitud.
3. På EEG registreras bågformiga vidhäftningar.

Epileptisk aktivitet hos barn:

• Alla vågor skärps, de är synkrona på båda sidor och generaliserad. Ofta uppstår plötsligt. Kan uppstå som svar på ögonöppningen.
• Långsamma vågor skjuts i projiceringen av de främre och occipitala lobbenen. De registrerar sig i vakenhet och försvinner om barnet stänger ögonen.

Elektriska manifestationer av hjärnaktivitet.

Så tidigt som 1875 visade Richard Caton (Caton) att med hjälp av en elektrod applicerad på djurets yta är det möjligt att registrera elektrisk aktivitet i form av vågor. Pravdich-Neminsky 1925 visade möjligheten att avleda potentialer genom en intakt skalle.

Den första ledningen från den mänskliga hjärnan gjordes av Hans Berger (Berger) 1924; Den publicerades 1929. Fram till 1938 publicerade Berger cirka 20 verk under en titel: "På det mänskliga elektroencefalogrammet".

Den totala bioelektriska aktiviteten i hjärnan.

Om indikatorer för hjärnans bioelektriska aktivitet registreras genom mikroelektroder, speglar de aktiviteten hos den lokala delen (upp till 100 μm i diameter) i hjärnan och kallas fokal aktivitet.

När elektroden är belägen i den subkortiska strukturen kallas aktiviteten som spelas in genom den ett subkortikogram. Om elektroden ligger i cortexen (eller på hjärnans yta) - ett elektrokortikogram (ECOG).

När elektroden ligger på ytan av hårbotten registreras den totala aktiviteten hos både cortex och subcortical strukturer - ett elektroencefalogram (EEG).

Alla typer av hjärnaktivitet åtföljs av vissa rytmer av elektriska oscillationer, vilka är föremål för amplifiering och försvagning (Fig 17; Fig 18).

I en person i vila, i frånvaro av yttre stimuli, alfa rytmen dom oftast på EEG: frekvens 8-13 Hz, amplitud 50 μV.

Övergången till aktivitet leder till en förändring av alfaritmen till en snabbare beta-rytm med en frekvens på 14-30 Hz, med en amplitud på 25 μV. Beta-liknande aktivitet observeras också under de "paradoxala" faserna av "snabb" sömn (åtföljd av snabba ögonrörelser).

Övergången från viloläge till tillståndet med koncentrerad uppmärksamhet eller omvänt att sova (vilande tillstånd) åtföljs av utvecklingen av en teta-rytm: 4-8 Hz, amplitud 100 μV.

Delta-rytmen - frekvensen 0,5-3,5 Hz, amplituden 200-300 μV, spelas in under en djup "långsam" sömn.

Mekanismerna för förekomsten av EEG och ECOG som tas från ytan av cortex är desamma. Emellertid är amplituden hos EEG-tänderna lägre på grund av det elektriska motståndet hos vävnaderna mellan ytan av hjärnbarken och inspelningselektroderna. Frekvensen hos EEG-vågorna är också något lägre, eftersom aktiviteten hos mer omfattande områden av cortexen på grund av det större avståndet från elektroderna från potentiella generatorer av elektrisk aktivitet registreras och de snabba fluktuationerna av potentialerna kompenseras ömsesidigt.

Totala bioelektriska processer i hjärnbarken är nära besläktade med dynamiken hos laddningarna av membran av neuroner, glia, med processerna i synapser, dendriter, axonknoll, i axonen.

De initiala hypoteserna kopplade processen med ECOG-bildning (a respektive resp. EEG), huvudsakligen med summan av PD. Emellertid är PD-varaktigheten för neuroner i cortex 0,5-2 ms.

För närvarande menas ECOG att den huvudsakligen reflekterar postsynaptisk aktivitet av kortikala neuroner. PSP-neuroner i cortex är längre än motorns neuroner. Den stigande fasen av VPSP varar några få ms, och nedstigningsfasen varar 10-30 ms. TPSP av kortikala neuroner är ännu längre - 70-150 ms. Något som förenklar situationen kan man säga att den positiva avvikelsen av potentialen på cortexytan orsakas av de hämmande postsynaptiska potentialerna i cortexens ytskikt eller av de spännande postsynaptiska potentialerna i dess djupa lager och den negativa avvikelsen - av motsatta skäl.

Fig. 17. Grundläggande EEG-rytmer.

1-alfytrytm; 2-beta-rytm; 3-theta rytm; 4-delta rytm.

Rytmen av cortexens aktivitet induceras huvudsakligen av aktiviteten hos de subkortiska strukturerna. I synnerhet är thalamus särskilt viktigt för manifestationen av alfaaktivitet. Thalamimpacemakers (pacemakers) kan generera och underhålla rytmisk aktivitet på grund av deras stimulerande och inhiberande anslutningar. Denna aktivitet modifieras av anslutningar av talamus med andra strukturer i hjärnan. Den retikulära bildningen har en särskilt uttalad synkroniserings (rytmegenererande) och desynkroniserande (rytmundertryckande) effekt på talamusen.

Fig. 18. Stadier av EEG.

a - excited state, manifesterad i form av beta och snabbare rytmer med liten amplitud; A - ett tillstånd av lugn vakenhet med ögon stängd i mörkret, karakteriseras oftast av en uttalad alfytym; B - ett lätt halv sovloppstillstånd, istället för en alfritism, uppträder oregelbundna svängningar av olika frekvenser, ibland en stabil theta-rytm, ibland en blandning av delta- och theta-vågor; C - den initiala fasen av sömn, det finns stora amplitud deltavågor, bland vilka blinkningar av spindelrytmen uppträder (13,5-14 Hz); D och E är etapperna av en djupare "långvågig" sömn med väldefinierade stora deltavågor, då sömn fördjupas sker en viss minskning i frekvensen och amplituden för oscillationer.

Evoked potentials (VP).

När, mot bakgrund av viloläge (eller ett annat tillstånd), en snabbt växande irritation presenteras, EPs registreras på EEG-d.v.s. synkron reaktion av många neuroner i en given zon till en stimulans. Luftrummets komponenter, antal och art av fluktuationer beror på stimulans tillräcklighet i förhållande till zonregistret för luftrummet. VP kan bestå av primära eller primära och sekundära svar (figur 19). Fig. 19. Den framkallade potentialen i visuell cortex för ljusstimulering.

1 - positiv fluktuation; 2 - Primär negativ fluktuation; 3 sekundära svängningar.

Primärreaktioner registreras i analysatorcortexens primära områden med en tillräcklig stimulans för denna analysator. De kännetecknas av en kort latent period, tvåfaslig oscillation: initialt positiv, då negativ. Framkallad av kortvarig synkronisering av aktiviteten hos närliggande neuroner.

Sekundära svar är mer variabla i latenta perioder, varaktighet och amplitud, täcker en mer omfattande kortikal region. De uppträder ofta på signaler som inte bara är adekvata för denna analysator, utan också med en viss semantisk belastning.

Värdet av Europaparlamentets registrering är möjligheten att bedöma från dessa data om säkerheten hos perifera och subkortiska sensoriska vägar.

Konstant potential i hjärnbarken.

Vanligtvis mellan ytan av cortex och den underliggande vita substansen eller mellan cortexen och den likgiltiga elektroden som avlägsnas från den finns en konstant ytnegativ potentialskillnad i storleksordningen av några få mV. Dessa konstanta potentialer är också variabla, men deras oscillationsfrekvens är mycket lägre än ECOG. I en dröm blir till exempel potentialen i cortexens yta positiv och när uppvaknande eller ökande beteendeaktivitet blir mer negativ. Lokala eller generaliserade krampimpulser, störningar i transporten av andningsgaser leder också till karakteristiska förändringar i konstant potential.

Det finns ingen allmänt accepterad åsikt om ursprunget av cortexens konstanta potentialer. Det är troligt att negativa skift beror på depolarisering av de apikala dendriterna i skikten I och II, orsakad av aktiviteten hos icke-specifika thalamiska afferenser. Indirekt kan konstanta potentialer påverkas av glialceller.

Datum tillagd: 2017-03-12; Visningar: 1892; ORDER SKRIVNING ARBETE

MÄNSK BRAIN

Mänsklig huvud, ett organ som koordinerar och reglerar alla vitala funktioner i kroppen och kontrollerar beteendet. Alla våra tankar, känslor, känslor, önskningar och rörelser är förknippade med hjärnans arbete, och om det inte fungerar går personen in i ett vegetativt tillstånd: Kapaciteten för handlingar, känslor eller reaktioner på yttre påverkan går förlorad. Denna artikel fokuserar på den mänskliga hjärnan, mer komplex och mycket organiserad än hjärnan hos djur. Det finns emellertid signifikanta likheter i strukturen hos den mänskliga hjärnan och andra däggdjur, liksom de flesta ryggradsarter.

Centralnervsystemet (CNS) består av hjärnan och ryggmärgen. Det är associerat med olika delar av kroppen genom perifera nerver - motor och sensorisk. Se även NERVOUS SYSTEM.

Hjärnan är en symmetrisk struktur, som de flesta andra delar av kroppen. Vid födseln är vikten ca 0,3 kg, medan den hos en vuxen är ca. 1,5 kg. Vid extern granskning av hjärnan uppmärksammas främst av två stora halvkärmar som döljer djupare formationer under dem. Halvkärmens yta är täckt med spår och vinklar som ökar cortexens yta (yttre lagret i hjärnan). Bakom cerebellum placeras, vars yta är tunnare skuren. Under de stora hemisfärerna är hjärnstammen, som passerar in i ryggmärgen. Nerver lämnar stammen och ryggmärgen, längs vilken information som flyter från de interna och externa receptorerna till hjärnan och signalerar till musklerna och körtlarna i motsatt riktning. 12 par kranialnervar flyttar sig från hjärnan.

Inuti hjärnan utmärks grå substans, som huvudsakligen består av nervceller och bildar cortex och vit materia - nervfibrer som bildar de ledande banorna (kanaler) som förbinder olika delar av hjärnan och också bildar nerver som går utöver nervsystemet och går till olika organ.

Hjärnan och ryggmärgen skyddas av benfall - skallen och ryggraden. Tre skal befinner sig mellan hjärnans substans och de beniga väggarna: det yttre skalet är dura mater, det inre skalet är mjukt och mellan dem är den tunna arachnoidmanteln. Utrymmet mellan skalen är fyllt med cerebrospinalvätska (CSF) fluid som sammansättning liknar blodplasma som produceras i intracerebrala hålrum (ventriklarna) och cirkulerar i hjärnan och ryggmärgen, förse den med näringsämnen och andra faktorer som är nödvändiga för livet.

Blodtillförsel till hjärnan ges huvudsakligen av carotidartärer; i hjärnans botten delas de in i stora grenar som går till sina olika delar. Även om hjärnans vikt bara är 2,5% kroppsvikt, får den hela tiden dag och natt 20% av blodet som cirkulerar i kroppen och följaktligen syre. Själva hjärnans energireserver är extremt små, så det är extremt beroende av syreförsörjningen. Det finns skyddande mekanismer som kan stödja cerebralt blodflöde vid blödning eller skada. En känsla av cerebral cirkulation är också närvaron av så kallade. blod-hjärnbarriär. Den består av flera membraner, som begränsar permeabiliteten hos kärlväggarna och flödet av många föreningar från blodet till hjärnans substans. Således utför denna barriär skyddande funktioner. Till exempel tränger många medicinska ämnen inte igenom det.

BRAIN CELLS

CNS-celler kallas neuroner; deras funktion är informationsbehandling. I den mänskliga hjärnan från 5 till 20 miljarder neuroner. Strukturen i hjärnan inkluderar också glialceller, det finns cirka 10 gånger mer än neuroner. Glia fyller utrymmet mellan neuroner, bildar nervkärlens stödjande skelett och utför även metaboliska och andra funktioner.

Neuron, som alla andra celler, omges av ett semipermeabelt (plasma) membran. Två typer av processer avviker från cellkroppen - dendriter och axoner. De flesta neuroner har många förgreningsdendriter, men endast en axon. Dendriterna är vanligtvis mycket korta, medan axonens längd varierar från några centimeter till flera meter. Neurons kropp innehåller kärnan och andra organeller, samma som i andra celler i kroppen (se även CELL).

Nervimpulser

Överföringen av information i hjärnan, liksom nervsystemet som helhet, utförs med hjälp av nervimpulser. De sprider sig i riktning från cellkroppen till axelns ändparti, som kan grena, bilda en uppsättning ändar i kontakt med andra neuroner genom en smal slits, synapsen; överföringen av impulser genom synaps medieras av kemikalier - neurotransmittorer.

En nervimpuls kommer vanligtvis i dendriter - tunnförgreningsprocesser av en neuron som specialiserar sig på att erhålla information från andra neuroner och sänder den till en neurons kropp. På dendriter och i ett mindre antal finns tusentals synapser på cellkroppen; Det är genom synapserna axonen, som bär information från neurons kropp, överför den till andra neurons dendriter.

Enden av axonen, som bildar den synaptiska delen av synaps, innehåller små vesiklar med en neurotransmittor. När impulsen når det presynaptiska membranet, frigörs neurotransmittorn från vesikelen i den synaptiska klyftan. Enden av en axon innehåller bara en typ av neurotransmittor, ofta i kombination med en eller flera typer av neuromodulatorer (se nedan Brain Neurochemistry).

Den neurotransmittor som frigörs från det axonpresynaptiska membranet binder till receptorer på dendriterna i postsynaptisk neuron. Hjärnan använder en mängd neurotransmittorer, vilka var och en är associerad med sin speciella receptor.

Receptorerna på dendriterna är anslutna till kanaler i ett semi-permeabelt postsynaptiskt membran som styr rörelsen av joner genom membranet. I vila har en neuron en elektrisk potential på 70 millivolts (vilopotential), medan membrans inre sida är negativt laddad i förhållande till det yttre. Även om det finns olika mediatorer, har de alla en stimulerande eller hämmande effekt på postsynaptisk neuron. Den stimulerande effekten uppnås genom förbättring av flödet av vissa joner, huvudsakligen natrium och kalium, genom membranet. Som ett resultat minskar den negativa laddningen på den inre ytan - depolarisering sker. Bromsverkan sker huvudsakligen genom en förändring i flödet av kalium och klorider, vilket resulterar i att den negativa laddningen av den inre ytan blir större än i vila och hyperpolarisering uppträder.

Funktionen hos neuronen är att integrera alla influenser som uppfattas genom synapserna på dess kropp och dendriter. Eftersom dessa influenser kan vara excitatoriska eller hämmande och inte sammanfaller i tiden, måste neuronen beräkna den totala effekten av synaptisk aktivitet som en funktion av tiden. Om den excitatoriska effekten råder över det hämmande och membranet depolariseras över ett tröskelvärde aktiveras en viss del av neuronens membran - i området av axonens axel (axon tuberkel). Här, som ett resultat av öppnandet av kanaler för natrium- och kaliumjoner, uppstår en åtgärdspotential (nervimpuls).

Denna potential spridas vidare längs axonen till dess ände med en hastighet från 0,1 m / s till 100 m / s (ju tjockare axonen desto högre ledningshastighet). När åtgärdspotentialen når axonets ände aktiveras en annan typ av jonkanaler beroende på potentialskillnaden, kalciumkanalerna. Kalcium tränger in i axonen, vilket leder till mobilisering av vesiklar med en neurotransmittor, som närmar sig det presynaptiska membranet, sammanfogar det och frigör neurotransmittorn i synapset.

Myelin och glialceller.

Många axoner är täckta med en myelinskede, som bildas av upprepade vridna membran av glialceller. Myelin består huvudsakligen av lipider, vilket ger ett karakteristiskt utseende till den vita substansen i hjärnan och ryggmärgen. Tack vare myelinmanteln ökar hastigheten för utövandet av åtgärdspotentialen längs axonen, eftersom jonerna kan röra sig genom axonmembranet endast på platser som inte omfattas av myelin - den så kallade avlyssningar Ranvier. Mellan avlyssningar genomförs impulser genom myelinmanteln som med en elektrisk kabel. Eftersom kanalens öppning och genomgången av joner genom det tar lite tid, accelererar ledningen av axonerna med ca 10 gånger eliminering av kanalernas konstanta öppning och begränsar deras räckvidd till små membranområden som inte täcks av myelin.

Endast en del av glialceller är involverade i bildandet av myelinskeden av nerver (Schwann-celler) eller nervvägar (oligodendrocyter). Mycket fler talrika glialceller (astrocyter, mikroglyocyter) utför andra funktioner: de bildar nervvävnadens stödjande skelett, förser sina metaboliska behov och återhämtar sig från skador och infektioner.

Hur borret fungerar

Tänk på ett enkelt exempel. Vad händer när vi tar en penna på bordet? Det ljus som reflekteras från penna fokuserar i ögat med linsen och riktas mot näthinnan, där bilden av penna visas. det uppfattas av motsvarande celler, från vilken signalen går till hjärnans huvudkänsliga sändande kärnor, belägen i thalamus (visuellt tuberkel), huvudsakligen i den delen som kallas den laterala genikulära kroppen. Det finns aktiverade många neuroner som svarar på fördelningen av ljus och mörker. Axons av neuroner i den laterala vevade kroppen går till den primära visuella cortexen, belägen i den occipitala loben på de stora halvkärmen. Pulserna som kommer från denna del av thalamus in i cortex, omvandlas däri till en komplex sekvens av bitar kortikala neuroner, av vilka reagerar på gränsen mellan penna och skrivbord, andra - till hörnen i bilden av en blyertspenna, etc. Från den primära visuella cortexen kommer information om axonerna in i den associativa visuella cortexen, där mönsterigenkänning sker, i detta fall en penna. Erkännande i denna del av cortex baseras på tidigare ackumulerad kunskap om objektets externa konturer.

Rörelseplanering (dvs pennahämtning) kommer sannolikt att uppträda i cortex hos de främre lobberna i hjärnhalvtalen. I samma område av cortex finns motorneuroner som ger kommandon till musklerna i handen och fingrarna. Handens inställning till penna styrs av det visuella systemet och interoreceptorer som uppfattar muskler och leder, vars information kommer in i centrala nervsystemet. När vi tar en penna i handen berättar receptorerna vid fingertopparna, som uppfattar tryck, om fingrarna håller penna bra och vad ansträngningen borde vara för att hålla den. Om vi ​​vill skriva vårt namn i penna måste vi aktivera annan information lagrad i hjärnan som ger denna mer komplexa rörelse och visuell kontroll hjälper till att öka dess noggrannhet.

I exemplet ovan kan det ses att utförande av en ganska enkel åtgärd innebär omfattande delar av hjärnan som sträcker sig från cortex till subkortiska områden. Med mer komplicerade beteenden i samband med tal eller tänkande aktiveras andra neurala kretsar som täcker ännu mer omfattande delar av hjärnan.

HUVUDDELNINGAR AV BRAIN

Hjärnan kan delas in i tre huvuddelar: förkärnan, hjärnstammen och hjärnbenen. I förkärnan utsöndras cerebral hemisfärer, talamus, hypotalamus och hypofysen (en av de viktigaste neuroendokrina körtlarna). Hjärnstammen består av medulla oblongata, ponsen (pons) och midbrainen.

Stora halvkärmar

- Den största delen av hjärnan, komponenten hos vuxna ca 70% av sin vikt. Normalt är halvkärmen symmetriska. De är sammankopplade med ett massivt bunt axon (corpus callosum), som tillhandahåller informationsutbyte.

Varje halvklot består av fyra lobes: frontal, parietal, temporal och occipital. Cortexen av frontalloberna innehåller centra som reglerar motoraktivitet, liksom förmodligen planerings- och framsynscentrum. I barken av parietalloberna, som ligger bakom fronten, finns det zoner av kroppsliga känslor, inklusive känslan av beröring och gemensam och muskulär känsla. Sidledes till parietalloben gränsar till den tidsmässiga loben, där den primära hörselkortexen ligger, samt talcentra och andra högre funktioner. Hjärnans baksida upptar den occipitala loben som ligger ovanför cerebellumet; dess bark innehåller zoner av visuella känslor.

Cortexområden som inte är direkt relaterade till rörelsereglering eller analys av sensorisk information kallas associativ cortex. I dessa specialiserade zoner bildas associativa länkar mellan olika områden och delar av hjärnan och informationen som kommer från dem är integrerad. Den associativa cortexen ger sådana komplexa funktioner som lärande, minne, tal och tänkande.

Subkortiska strukturer.

Nedan ligger cortex ett antal viktiga hjärnstrukturer, eller kärnor, som är kluster av neuroner. Dessa inkluderar thalamus, basal ganglia och hypothalamus. Thalamus är den huvudsakliga sensoriska sändande kärnan; han mottar information från sinnena och vidarebefordrar den till de lämpliga delarna av den sensoriska cortexen. Det finns också ospecifika zoner som är associerade med nästan hela cortexen och förmodligen förser processerna för dess aktivering och upprätthåller vakenhet och uppmärksamhet. De basala ganglierna är en uppsättning kärnor (det så kallade skalet, en blekboll och caudatkärnan) som är inblandade i reglering av samordnade rörelser (starta och stoppa dem).

Hypothalamus är ett litet område vid hjärnans botten som ligger under thalamus. Rik på blod är hypothalamus ett viktigt centrum som styr kroppens homeostatiska funktioner. Det producerar ämnen som reglerar syntesen och frisättningen av hypofyshormoner (se även hypofys). I hypotalamuset finns många kärnor som utför specifika funktioner, såsom regleringen av vattenmetabolism, fördelningen av lagrat fett, kroppstemperatur, sexuellt beteende, sömn och vakenhet.

Hjärnstammen

belägen vid basen av skallen. Det förbinder ryggmärgen med förkärnan och består av medulla oblongata, pons, mitten och diencephalon.

Genom mitten och mellanhjärnan, samt genom hela stammen, passera motorvägarna som leder till ryggmärgen, liksom några känsliga vägar från ryggmärgen till de överliggande delarna av hjärnan. Under midbrainen är en bro ansluten av nervfibrer till cerebellum. Den nedre delen av stammen - medulla - passerar direkt i ryggmärgen. I medulla oblongata finns centra som reglerar hjärtets aktivitet och andning, beroende på yttre omständigheter, och kontrollerar även blodtryck, mage och tarmmotilitet.

På nivån på stammen skär vägarna som förbinder varje hjärnhalv med cerebellum. Därför styr varje hemisfärer motsatt sida av kroppen och är ansluten till hjärnans motsatta hemisfär.

cerebellum

belägen under de cerebrala hemisfärernas occipitala lobor. Genom broarnas vägar är den kopplad till hjärnans överliggande delar. Hjärnhinnan reglerar de subtila automatiska rörelserna, som samordnar aktiviteten hos olika muskelgrupper när de utför stereotypa beteendehandlingar. han kontrollerar också ständigt huvudet, torsolen och lemmarnas position, d.v.s. inblandade i att upprätthålla balans. Enligt de senaste uppgifterna spelar cerebellum en mycket viktig roll i bildandet av motoriska färdigheter, vilket bidrar till att memorera rörelsens sekvens.

Andra system.

Det limbiska systemet är ett brett nätverk av sammanlänkade hjärnområden som reglerar emotionella tillstånd, samt ger lärande och minne. Kärnorna som bildar det limbiska systemet innefattar amygdalaen och hippocampusen (ingår i den temporala loben) liksom hypotalamusen och den så kallade kärnan. transparent septum (lokaliserad i hjärnans subkortiska områden).

Den retikulära bildningen är ett nätverk av neuroner som sträcker sig över hela stammen till thalamus och vidare kopplas till omfattande områden i cortexen. Det deltar i regleringen av sömn och vakenhet, upprätthåller cortexens aktiva tillstånd och hjälper till att fokusera uppmärksamhet på vissa föremål.

KRAV ELECTRIC ACTIVITY

Med hjälp av elektroder placerade på huvudets yta eller införd i hjärnans substans, är det möjligt att fixera hjärnans elektriska aktivitet på grund av sina urladdningar. Inspelning av elektrisk hjärnaktivitet med elektroder på ytan av ytan kallas ett elektroencefalogram (EEG). Det tillåter inte att registrera utsläpp av en enskild neuron. Endast på grund av den synkroniserade aktiviteten hos tusentals eller miljontals neuroner uppträder märkbara svängningar (vågor) på den inspelade kurvan.

Med konstant registrering på EEG uppvisas cykliska förändringar som återspeglar individens totala aktivitetsnivå. I ett tillstånd av aktiv vaksamhet infångar EEG lågimpolitära, icke-rytmiska beta-vågor. I ett tillstånd av avslappnad vakenhet med slutna ögon, alfa vågor med en frekvens av 7-12 cykler per sekund råder. Förekomsten av sömn indikeras av utseendet av långsamma vågor med hög amplitud (deltavågor). Under drömperioder återkommer beta-vågor på EEG, och på grundval av EEG kan ett falskt intryck skapas så att personen är vaken (därav termen "paradoxal sömn"). Drömmar åtföljs ofta av snabba ögonrörelser (med slutna ögonlock). Därför kallas drömmen även sömn med snabba ögonrörelser (se även SLEEP). EEG tillåter dig att diagnostisera vissa sjukdomar i hjärnan, särskilt epilepsi (se EPILEPSY).

Om du registrerar hjärnans elektriska aktivitet under åtgärden av en viss stimulans (visuell, auditiv eller taktil) kan du identifiera den så kallade. framkallade potentialer - synkrona urladdningar av en viss grupp neuroner som uppstår som svar på en specifik extern stimulans. Studien av framkallade potentialer gjorde det möjligt att klargöra lokaliseringen av hjärnfunktioner, i synnerhet för att associera talfunktion med vissa områden av de tidiga och frontala lobesna. Denna studie bidrar också till att bedöma tillståndet hos sensoriska system hos patienter med nedsatt känslighet.

BRAIN NEUROCHEMISTRY

De viktigaste neurotransmittorerna i hjärnan är acetylkolin, norepinefrin, serotonin, dopamin, glutamat, gamma-aminosmörsyra (GABA), endorfiner och enkefaliner. Förutom dessa kända ämnen fungerar ett stort antal andra som inte har studerats förmodligen i hjärnan. Vissa neurotransmittorer fungerar endast i vissa delar av hjärnan. Således finns endorfiner och enkefaliner endast i de vägar som utför smärtimpulser. Andra mediatorer, såsom glutamat eller GABA, är mer omfattande fördelade.

Verkan av neurotransmittorer.

Såsom redan nämnts ändrar neurotransmittorer, som verkar på det postsynaptiska membranet, dess ledningsförmåga för joner. Ofta händer detta genom aktivering i postsynaptisk neuron hos det andra "mediator" -systemet, exempelvis cyklisk adenosinmonofosfat (cAMP). Funktionen hos neurotransmittorer kan modifieras under påverkan av en annan klass av neurokemiska substanser - peptid neuromodulatorer. Frigörs av det presynaptiska membranet samtidigt med mediatorn, har de förmågan att förbättra eller på annat sätt förändra effekten av mediatorerna på det postsynaptiska membranet.

Det nyligen upptäckta endorfin-enkefalinsystemet är viktigt. Enkefaliner och endorfiner är små peptider som hämmar ledningen av smärtimpulser genom att binda till receptorer i CNS, inklusive i de högre zonerna i cortexen. Denna familj av neurotransmittorer undertrycker den subjektiva uppfattningen av smärta.

Psykoaktiva droger

- ämnen som specifikt kan binda till vissa receptorer i hjärnan och orsaka beteendemässiga förändringar. Identifierade flera mekanismer av deras åtgärd. Vissa påverkar syntesen av neurotransmittorer, andra - vid ackumulering och frisättning från synaptiska vesiklar (till exempel orsakar amfetamin en snabb frisättning av norepinefrin). Den tredje mekanismen är att binda till receptorer och imitera verkan av en naturlig neurotransmittor, till exempel förklaras effekten av LSD (lyserginsyradietylamid) av dess förmåga att binda till serotoninreceptorer. Den fjärde typen av läkemedelsverkan är receptorblockad, d.v.s. antagonism med neurotransmittorer. Sådana allmänt använda antipsykotika som fenotiaziner (till exempel klorpromazin eller aminazin) blockerar dopaminreceptorer och därigenom minskar effekten av dopamin på postsynaptiska neuroner. Slutligen är den sista gemensamma verkningsmekanismen inhibering av neurotransmittor inaktivering (många pesticider förhindrar inaktivering av acetylkolin).

Det har länge varit känt att morfin (en renad opiumvalmaprodukt) inte bara har en uttalad analgetisk (analgetisk) effekt utan också förmågan att orsaka eufori. Det är därför det används som ett läkemedel. Virkningen av morfin är associerad med dess förmåga att binda till receptorer hos det humana endorfin-enkefalinsystemet (se även DRUG). Detta är bara ett av många exempel på det faktum att ett kemiskt ämne av olika biologiska ursprung (i detta fall en växt) kan påverka hjärnan hos djur och människor, interagerar med specifika neurotransmittorsystem. Ett annat välkänt exempel är curare, härlett från en tropisk växt och i stånd att blockera acetylkolinreceptorer. Indianerna i Sydamerika smorde curare arrowheads med hjälp av dess förlamande effekt associerad med blockaden av neuromuskulär överföring.

KORSTUDIER

Hjärnforskning är svårt av två huvudskäl. Först kan hjärnan, skyddad säkert av skallen, inte nås direkt. För det andra regenereras inte hjärnans neuroner, så att något ingrepp kan leda till irreversibla skador.

Trots dessa svårigheter har studier av hjärnan och vissa former av behandling (främst neurokirurgisk ingrepp) varit kända sedan antiken. Arkeologiska fynd visar att man redan i forntiden knäckte människan i kranen för att få tillgång till hjärnan. Särskilt intensiv hjärnforskning genomfördes under perioder av krig när det var möjligt att observera en mängd huvudskador.

Hjärnskador som följd av skada på framsidan eller skada som uppstår i fredstid är ett slags experiment som förstör vissa delar av hjärnan. Eftersom detta är den enda möjliga formen av ett "experiment" på den mänskliga hjärnan var en annan viktig metod för forskning experiment på laboratoriedjur. Att observera de beteendemässiga eller fysiologiska konsekvenserna av skador på en viss hjärnstruktur kan man bedöma sin funktion.

Den elektriska aktiviteten hos hjärnan i försöksdjur registreras med hjälp av elektroder placerade på ytan av huvudet eller hjärnan eller infördes i hjärnans substans. Således är det möjligt att bestämma aktiviteten hos små grupper av neuroner eller individuella neuroner, såväl som att identifiera förändringar i jonflöden över membranet. Med hjälp av en stereotaktisk enhet som låter dig komma in i elektroden vid en specifik punkt i hjärnan, undersöks dess otillgängliga djupsektioner.

Ett annat tillvägagångssätt är att extrahera små områden av levande hjärnvävnad, varefter dess existens upprätthålls i form av en skiva placerad i ett näringsmedium, eller cellerna är inkopplade och studerade i cellkulturer. I det första fallet kan du utforska interaktionen mellan neuroner, i den andra - den vitala aktiviteten hos enskilda celler.

När man studerar den elektriska aktiviteten hos enskilda neuroner eller deras grupper i olika delar av hjärnan, bestäms den initiala aktiviteten vanligen först, då bestäms effekten av en viss effekt på cellernas funktion. Enligt en annan metod appliceras en elektrisk impuls genom den implanterade elektroden för att artificiellt aktivera närmaste neuroner. Så du kan studera effekterna av vissa delar av hjärnan på sina andra områden. Denna metod för elektrisk stimulering har visat sig vara användbar vid studien av stamaktiveringssystem som passerar genom mittbromsen; de tar också hand om det när de försöker förstå hur processerna för inlärning och minne äger rum på synaptisk nivå.

För hundra år sedan blev det klart att funktionerna i vänstra och högra halvkärmen är olika. En fransk kirurg P. Brock, som såg patienter med cerebrovaskulär olycka (stroke), fann att endast patienter med skada på vänstra halvklotet lidit av en talproblem. Ytterligare studier av specialiseringen av hemisfärerna fortsatte med användning av andra metoder, till exempel EEG-inspelning och framkallade potentialer.

Under senare år har komplexa tekniker använts för att erhålla bilder (visualiseringar) av hjärnan. Således har computertomografi (CT) revolutionerat klinisk neurologi, så att den in vivo detaljerade (skiktad) bilden av hjärnstrukturer kan erhållas. En annan bildbehandling metod - positron emission tomografi (PET) - ger en bild av hjärnans metaboliska aktivitet. I detta fall introduceras en kortlivad radioisotop i en person som ackumuleras i olika delar av hjärnan och ju mer desto högre är deras metaboliska aktivitet. Med hjälp av PET visades också att talfunktionerna i de flesta undersökta är associerade med vänstra halvklotet. Eftersom hjärnan arbetar med användning av ett stort antal parallella strukturer, ger PET sådan information om hjärnfunktioner som inte kan erhållas med enstaka elektroder.

I regel utförs hjärnforskning med hjälp av en uppsättning metoder. Exempelvis användes den amerikanska neurobiologen R.Sperri, med anställda, som ett behandlingsförfarande för att skära corpus callosum (bunt av axoner som förbinder båda halvkärmen) hos vissa patienter med epilepsi. Därefter studerades hemisfärisk specialisering hos dessa patienter med en "splittrad" hjärna. Det har visat sig att ansvaret för tal och andra logiska och analytiska funktioner är övervägande dominerande (vanligen vänster) halvklotet, medan den icke-dominerande halvklotet analyserar rumsliga temporära parametrar för den yttre miljön. Så det aktiveras när vi lyssnar på musik. Ett mosaikmönster av hjärnaktivitet tyder på att det finns många specialiserade områden inom cortex och subcortical strukturer; Den samtidiga aktiviteten hos dessa områden bekräftar hjärnans koncept som en datoranordning med parallell databehandling.

Med tillkomsten av nya forskningsmetoder kommer idéer om hjärnfunktioner sannolikt att förändras. Användningen av enheter som gör det möjligt för oss att få en "karta" av den metaboliska aktiviteten hos olika delar av hjärnan, liksom användningen av molekylärgenetiska tillvägagångssätt, borde fördjupa vår kunskap om de processer som förekommer i hjärnan. Se även neuropsykologi.

JÄMFÖRANDE ANATOMI

I olika typer av ryggradsdjur är hjärnan anmärkningsvärt lika. Om vi ​​gör jämförelser på nivånivåer, finner vi en tydlig likhet med sådana egenskaper som de använda neurotransmittorerna, fluktuationer i jonkoncentrationer, celltyper och fysiologiska funktioner. Grundläggande skillnader avslöjas endast i jämförelse med ryggradslösa djur. Invertebrata nervceller är mycket större; ofta är de förbundna med varandra, inte genom kemiska, men genom elektriska synapser, som sällan finns i människans hjärna. I nervsystemet hos ryggradslösa djur upptäcks vissa neurotransmittorer som inte är karaktäristiska för ryggradsdjur.

Bland ryggradsdjur hänför sig skillnaderna i hjärnans struktur huvudsakligen till förhållandet mellan dess individuella strukturer. Bedömning av likheter och skillnader i hjärnan hos fisk, amfibier, reptiler, fåglar, däggdjur (inklusive människor), flera generella mönster kan härledas. För det första har alla dessa djur samma struktur och funktioner som neuroner. För det andra är strukturen och funktionerna i ryggmärgen och hjärnstammen mycket lika. För det tredje åtföljs utvecklingen av däggdjur av en uttalad ökning av kortikala strukturer som når maximal utveckling i primater. I amfibier utgör cortex endast en liten del av hjärnan, medan det hos människor är den dominerande strukturen. Man tror emellertid att principerna för hjärnans funktion hos alla ryggradsdjur är nästan lika. Skillnaderna bestäms av antalet interuronanslutningar och interaktioner, vilket är ju högre, desto mer komplexa är hjärnan. Se även ANATOMISÄTTNING.