मेंदूचे इलेक्ट्रोएन्सेफॅलोग्राम - कृतीचे सिद्धांत आणि अनुप्रयोगाच्या पद्धती

मानसिक आणि शारीरिक विश्रांतीच्या अवस्थेत असलेल्या एखाद्या व्यक्तीने डोक्यावर इलेक्ट्रोड लावले आणि अॅम्प्लीफायरद्वारे ते रेकॉर्डिंग उपकरणाशी जोडले तर तुम्ही ते पकडू शकता. विद्युत कंपने… ही स्पंदने सेरेब्रल कॉर्टेक्समध्ये उद्भवतात आणि विशेष मज्जासंस्थेशी संबंधित असतात. शस्त्रक्रियेदरम्यान कवटी उघडल्यावर ते थेट मेंदूमधून रेकॉर्ड केले जातात.

1875 मध्ये रशियन फिजियोलॉजिस्ट व्ही. या. डॅनिलेव्हस्की आणि इंग्लिश शास्त्रज्ञ रिचर्ड केटो यांनी मेंदूमध्ये लयबद्ध, उत्स्फूर्तपणे उद्भवणार्या विद्युत दोलनांची उपस्थिती स्थापित केली होती, एकमेकांपासून स्वतंत्रपणे, खुल्या कवटीच्या प्राण्यांवर प्रयोग करून.

अखंड कवटीच्या त्वचेच्या आणि हाडांमधून मेंदूतील विद्युत प्रवाहांची नोंद करणे शक्य होते हे नंतर दाखवण्यात आले. हे मानवांमधील या घटनांच्या अभ्यासाच्या संक्रमणासाठी आधार म्हणून काम केले.

मानवी मेंदूच्या विद्युत कंपनांचे सर्वात मनोरंजक वैशिष्ट्य म्हणजे त्यांचे वैशिष्ट्य, सुमारे 10 हर्ट्झच्या वारंवारतेसह जवळजवळ नियमित लय - या तथाकथित अल्फा लहरी आहेत.त्यांच्या पार्श्वभूमीमध्ये, अधिक वारंवार दोलन दृश्यमान आहेत - 13 - 30 Hz वर बीटा लहरी आणि 60 - 150 Hz आणि त्यावरील गामा लहरी. हळूवार दोलन देखील पाळले जातात - 1 - 3 - 7 Hz च्या लाटा.

मेंदूच्या इलेक्ट्रिकल वेव्हफॉर्मला इलेक्ट्रोएन्सेफॅलोग्राम म्हणतात, आणि इलेक्ट्रोएन्सेफॅलोग्राम मेंदूतील विद्युत क्रियाकलापांच्या नमुन्यांचा अभ्यास करणारी इलेक्ट्रोएन्सेफॅलोग्राफी (EEG) असे म्हणतात. इलेक्ट्रोएन्सेफॅलोग्राम स्वतःला फूरियर गणितीय विश्लेषणासाठी उधार देतात.

मेंदूच्या क्रियाकलापांच्या सैद्धांतिक अभ्यासासाठी तसेच मेंदूच्या रोगांचे निदान करण्याच्या व्यावहारिक हेतूंसाठी इलेक्ट्रोएन्सेफॅलोग्राफीला खूप महत्त्व आहे.

बाह्य इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डपासून ऑब्जेक्टचे संरक्षण करण्यासाठी, ती एका ढाल असलेल्या खोलीत ठेवली जाते. इलेक्ट्रोएन्सेफॅलोग्राम संपादनातील त्रुटींचे स्त्रोत: त्वचा आणि स्नायू क्षमता, इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम, धमनी स्पंदन, इलेक्ट्रोड हालचाली, पापणी आणि डोळ्यांची हालचाल आणि अॅम्प्लीफायर आवाज.

सर्वोत्कृष्ट इलेक्ट्रोएन्सेफॅलोग्राम एखाद्या व्यक्तीकडून पूर्ण विश्रांती घेतलेल्या व्यक्तीकडून प्राप्त होतो: एखादी व्यक्ती बसलेली असते किंवा झोपलेली असते (परंतु झोपत नाही) स्क्रीन केलेल्या ध्वनीरोधक अंधाऱ्या खोलीत आरामदायी स्थितीत, बाह्य उत्तेजनांपासून अलिप्त असते आणि पूर्ण विश्रांती घेते.

ही परिस्थिती खूप महत्त्वाची आहे. बर्याचदा जे लोक प्रथमच अभ्यासासाठी येतात, त्यांच्या सतर्कतेमुळे आणि असामान्य वातावरणाच्या भीतीमुळे इलेक्ट्रोएन्सेफॅलोग्रामची नोंदणी करणे कठीण होते.

लोक त्यांच्या मूळ ईईजी वैशिष्ट्यांमध्ये एकमेकांपासून भिन्न असतात. काहींमध्ये अल्फा लहरींची अचूक लय शोधणे खूप सोपे आहे, तर काहींमध्ये ते अजिबात रेकॉर्ड केलेले नाही.

इलेक्ट्रोएन्सेफॅलोग्राम देखील आकार, मोठेपणा, कालावधी, अल्फा लहरींची नियमितता, तसेच इतर लहरींच्या स्थान, संख्या आणि तीव्रतेमध्ये भिन्न असतात - बीटा, डेल्टा आणि गॅमा.

मानवी इलेक्ट्रोएन्सेफॅलोग्रामच्या मूलभूत वैशिष्ट्यांची आश्चर्यकारक स्थिरता लक्षात घेणे मनोरंजक आहे, जे बर्याच महिन्यांत वारंवार अभ्यासाद्वारे स्थापित केले गेले आहे.

एखाद्या चांगल्या-अभ्यासित विषयामध्ये नियमित इलेक्ट्रोएन्सेफॅलोग्राम किती लवकर स्थापित होईल आणि त्याची वैशिष्ट्ये काय आहेत हे आधीच जाणून घेणे शक्य आहे. तथापि, निरोगी व्यक्तीच्या वैयक्तिक इलेक्ट्रोएन्सेफॅलोग्रामच्या विशिष्ट वैशिष्ट्यांच्या महान स्थिरतेसह, त्याच दिवसात देखील त्याची एक मोठी शारीरिक परिवर्तनशीलता देखील आहे.

एखाद्या व्यक्तीचे नियमित इलेक्ट्रोएन्सेफॅलोग्राम मिळविण्यासाठी एक अपरिहार्य स्थिती म्हणजे जागृत मेंदूचा अपवादात्मक विश्रांती. मेंदूची क्रिया बंद करून उत्साही स्थितीत हे साध्य करणे किती कठीण आहे हे समजण्यासारखे आहे.

एखाद्या व्यक्तीच्या सेरेब्रल कॉर्टेक्समध्ये होणार्‍या विद्युत कंपनांचे दिवसेंदिवस तासनतास निरीक्षण केल्याने, मेंदू हा बर्‍याचदा आरशासारखा असतो, जो या क्षणी काय करत आहे हे प्रतिबिंबित करतो.

कधीकधी मेंदूची नियमित लय अचानक स्वतःच अदृश्य होते किंवा उच्च-वारंवारता दोलन दिसून येते किंवा विशेष स्नायू प्रवाह दिसतात. याचा अर्थ असा की त्या व्यक्तीने काहीतरी विचार केला, काही हालचाल केली, काहीतरी कल्पना केली. इलेक्ट्रोएन्सेफॅलोग्रामची परिवर्तनशीलता मध्यवर्ती मज्जासंस्थेच्या उत्तेजकतेमध्ये चढउतार दर्शवते.

जर आपण एखाद्या व्यक्तीस काही मानसिक कार्य करण्यास सांगितले, उदाहरणार्थ, एखाद्या कठीण परिस्थितीचे प्रतिनिधित्व करणारी समस्या सोडवणे, तर आपण अल्फा लहरींची नियमित लय गायब होणे आणि उच्च-वारंवारता दोलनांचे स्वरूप पाहू शकता. तीव्र मानसिक कार्यादरम्यान, अल्फा लहरी 500-1000 हर्ट्झच्या उच्च-फ्रिक्वेंसी डिस्चार्जने बदलल्या जातात, मानसिक क्रियाकलापांच्या संपूर्ण कालावधीत टिकतात, ज्याच्या समाप्तीनंतर अल्फा लहरी पुनर्संचयित केल्या जातात.

मानसिक क्रियाकलापांशी संबंधित उच्च-वारंवारता दोलन दीर्घकाळ टिकू शकतात. सामान्यत: सामान्य मेंदूची लय स्थापित करणार्‍या विद्यार्थ्यामध्ये, ईईजी रेकॉर्ड करणे कठीण होते - केवळ उच्च-वारंवारता दोलन दिसून येतात. असे दिसून आले की प्रयोगांपासून मुक्त असलेल्या दिवसात तो परीक्षेच्या तयारीत व्यस्त होता.

आश्चर्यकारक सहजतेने सामान्यतः नियमित इलेक्ट्रोएन्सेफॅलोग्राम असलेल्या दुसर्‍या विषयात, फक्त एकदाच उच्च-वारंवारता दोलन दिसून आले. असे दिसून आले की प्रयोगापूर्वी तो दोन तास चित्र काढत होता.

सर्वसाधारणपणे, अल्फा लहरींची सामान्य लय हे मानवी मेंदूचे वैशिष्ट्य असते शांत स्थितीत आणि उच्च-वारंवारता दोलन, बीटा आणि गामा लाटा त्याच्या क्रियाकलापांशी संबंधित असतात.

मेंदूची लयबद्ध क्रियाकलाप, मोटर क्षेत्राव्यतिरिक्त, एखाद्या व्यक्तीमध्ये जन्मानंतर केवळ एक महिना सुरू होतो; मुलाने वस्तू ओळखणे आणि समजून घेणे सुरू केले तेव्हा ते कॉर्टिकल क्रियाकलापांसह, वरवर पाहता, एकाच वेळी विकसित होते.

या वयात ते प्रौढांपेक्षा वेगळे असल्याने, इलेक्ट्रोएन्सेफॅलोग्राम हळूहळू बदलतो, केवळ 11-12 वर्षांच्या वयात ते प्रौढ व्यक्तीच्या सर्वसामान्य प्रमाणापर्यंत पोहोचते.मेंदूची लयबद्ध क्रिया झोपेत चालू राहते, परंतु बदलते, अधिक सरलीकृत आणि गुळगुळीत, मंद कंपने दिसतात.

हे लक्षात घेणे मनोरंजक आहे की स्लीपरच्या मेंदूची लय विचलित होत नाही, उदाहरणार्थ, पुढील खोलीतून कारच्या आवाजाने किंवा रस्त्यावरून हॉर्नच्या आवाजाने, परंतु खोलीत आवाज ऐकू आल्यास, उदाहरणार्थ, कागदाचा खडखडाट, खोलीत कोणीतरी आहे या वस्तुस्थितीशी संबंधित. झोपलेल्याचा मेंदू बदलतो. हे "मेंदूचे निरीक्षण बिंदू" च्या उपस्थितीमुळे होते, जे एखाद्या व्यक्तीच्या झोपेच्या वेळी जागे असतात.

इलेक्ट्रोएन्सेफॅलोग्राफिक पद्धतीच्या मदतीने, विशिष्ट व्यक्तिनिष्ठ संवेदनाशी संबंधित मेंदूच्या क्रियाकलापांमधील हे जटिल बदल वस्तुनिष्ठपणे निरीक्षण करणे आणि रेकॉर्ड करणे शक्य आहे.

मेंदूच्या आजारात, विशिष्ट आकार आणि कालावधीच्या लहरी दिसतात. ब्रेन ट्यूमरमध्ये, 1-3 Hz वारंवारता असलेल्या संथ लहरी दिसतात, ज्याला तो डेल्टा लहरी म्हणतो. डेल्टा लहरी जेव्हा कवटीच्या थेट ट्यूमरच्या वरच्या बिंदूपासून उचलल्या जातात तेव्हा रेकॉर्ड केल्या जातात, तर मेंदूच्या इतर भागातून जेव्हा ट्यूमरने उचलला नाही तेव्हा सामान्य लहरी रेकॉर्ड केल्या जातात. ट्यूमरने प्रभावित मेंदूच्या भागात डेल्टा लहरींचे स्वरूप या ठिकाणी कॉर्टेक्सच्या ऱ्हासाने निश्चित केले जाते.

अशा प्रकारे, इलेक्ट्रोएन्सेफॅलोग्राम ट्यूमरची उपस्थिती आणि त्याचे अचूक स्थान ओळखण्यास मदत करते. इलेक्ट्रोएन्सेफॅलोग्राममधील डेल्टा लहरी मेंदूच्या इतर पॅथॉलॉजिकल स्थितींमध्ये देखील आढळतात.

काही आघातांमध्ये: डोक्याला दुखापत झाल्यानंतर अनेक वर्षांनी इलेक्ट्रोएन्सेफॅलोग्राममध्ये पॅथॉलॉजिकल डेल्टा लहरी दिसून येतात.

मानवी मेंदूच्या लय बदलतात किंवा विविध कारणांमुळे चेतना नष्ट झाल्यामुळे पूर्णपणे अदृश्य होतात, ते ऑक्सिजनच्या कमतरतेने बदलतात. अशा प्रकारे, ऑक्सिजनच्या कमी टक्केवारीसह हवेच्या मिश्रणात श्वास घेण्याच्या परिणामाचा अभ्यास करणाऱ्या प्रयोगांमध्ये, जे चेतना नष्ट झाल्यामुळे, स्पाइक सारख्या लाटांचे गट, व्होल्टेजमध्ये अपवादात्मक, रेकॉर्ड केले जातात, जणू काही मेंदूने ब्रेक गमावला आहे.

डोक्याला दुखापत झाल्यानंतर ताबडतोब बेशुद्ध पडलेल्या लोकांमध्ये त्याच स्पास्मोडिक मंद लहरींची नोंद झाली आहे. मेंदूच्या काही रोगांमध्ये, उच्च-वारंवारता क्षमता नोंदविली जाते (उदाहरणार्थ, स्किझोफ्रेनियामध्ये) किंवा मंद लहर आणि लहरींच्या बदल्यात (अपस्मारामध्ये).

मेंदूच्या रोगांचे निदान आणि अभ्यास करण्यासाठी इलेक्ट्रोएन्सेफॅलोग्राफीची पद्धत आवश्यक आहे. सैद्धांतिक महत्त्व म्हणून, इलेक्ट्रोएन्सेफॅलोग्राफी, सेरेब्रल कॉर्टेक्सच्या उत्तेजिततेची स्थिती नोंदविण्यास परवानगी देते, मानवी मेंदूतील उत्तेजना आणि प्रतिबंधाच्या प्रक्रियेच्या थेट अभ्यासासाठी प्रवेश उघडते, ज्याचे प्रमाण चिंताग्रस्त क्रियाकलापांची मुख्य यंत्रणा मानली जाते. .