EEG, SPÁNEK, EVOKOVANÉ POTENCIÁLY

EEG - elektroencefalografie Registrace elektrických potenciálů mozku Je odrazem funkčních vlastností mozku Richard Caton 1875 – 1. Registrace ECoG a evokované potenciály Hans Berger 1929 – EEG člověka, základní rytmy elektrické aktivity alfa (8-13Hz) a beta (14-30Hz) Po roce 1945 – EEG jako klinická vyšetřovací metoda

Elektroencephalograf Elektroencefalogram

EEG aktivita je většinou rytmická a sinusoidního tvaru Rytmus  14-30 Hz Rytmus  8-13 Hz Rytmus  4-7 Hz Rytmus  - 3 a méně Hz Rytmus , rolandický rytmus 8-10 Hz

Normální EEG – lokalizace variant grafoelementů Frontálně -  aktivita Sevření pěsti Uvolnění pěsti Centro-parietálně – , rolandický rytmus Temporálně - , aktivita Otevření očí Zavření očí Temporo-parieto-okcipitálně -  aktivita Podle Faber Elektroencefalografie

Ontogeneze EEG Do 1 roku –  (1-3 Hz) málo pravidelná, vysoká amplituda 1- 3roky - rytmus  (4-7 Hz) 3-5 let – pravidelnější prealfa  (6-8 Hz) 5-7 let – pravidelná  (8-13Hz) střední amplitudy, reaktivní frontálně 

Epileptický záchvat – náhlá a patologická změna vigility, motoriky a EEG

Typické epileptické grafoelementy v EEG Otevření očí Alfa aktivita Petit mal (absence) aktivita hrot-vlna klonická bezvědomí (koma) Fáze tonická Grand mal Temporální záchvat = parciální záchvat s komplexní symptomatologií Septo-hipokampový systém Theta až delta aktivita Beta aktivita 15-20 Hz

Epilepsie Záchvatová aktivita bez klinické manifestace – interiktální spike

Záchvat se klinicky manifestoval zahleděním Epileptický záchvat - absence (petit mal) Hrot a vlna Záchvat se klinicky manifestoval zahleděním

SPÁNEK

SPÁNEK Definice platná do 40. let 20. století spánek je stav snížené aktivity Nathaniel Kleitman v 50. letech 20. století Spánek není jednotný proces, ale skládá se ze dvou odlišných stádií REM spánek (Rapid Eye Movements) Non-REM spánek Moruzzi koncem 50. let 20. století studoval retikulární formaci: rostrální část (nad pontem) přispívá ke zvýšení bdělosti. inferiorní část (prodloužená mícha včetně pontu) normálně inhibuje aktivitu rostrální části Spánek je aktivně indukovaný a vysoce organizovaný stav mozku. Spánek se skládá ze dvou odlišných fází.

1. Alfa se rozpadá, objevuje se theta 4 stadia nonREM spánku EEG 1. Alfa se rozpadá, objevuje se theta EEG 2. Theta aktivita a grafoelementy: K-komplex a spánkové vřeteno EEG 3. Delta aktivita více než 20% 4. Delta aktivita více než 50% EMG EOG EEG REM – paradoxní spánek EMG EOG Podle Faber – materiály k PhD

Spánek podléhá 24 hodinové rytmicitě Cirkadiánní rytmy jsou endogenní – přetrvávají i bez podnětů z prostředí – pacemaker, vnitřní hodiny – ncl suprachiasmaticus hypothalami Under normal circumstances are modulated by external timing cues – sunlight – retinohypothalamic tract from retina to hypothalamus (independent on vision) Resetting of the pacemaker Lesion or damage of the suprachiasmatic ncl. – animal sleep in both light and dark period but the total amount of sleep is the same suprachiasmatic ncl. regulates the timing of sleep but it si not responsible for sleep itself

Poruchy spánku Hypersomnie insomnie Narkolepsie Pavor nocturnus Děsivé sny Dysmonie - somnambulismus

Spánek ve fylogenezi a ontogenezi

EVOKOVANÉ POTENCIÁLY EEG změny vázané na senzorické motorické nebo kognitivní události Potenciály vztažené k nějakému podnětu Rutinní vyšetřovací metoda v EEG laboratořích od 80. let 20. století Testování afferentních funkcí

Elektrická aktivita – snímání EEG elektrodami ze skalpu pacienta Evokovaná aktivita se projevuje na pozadí, které vytváří spontánní elektrická aktivita Evokovaná aktivita = signál Pozadí = šum Signál má nižší amplitudu než pozadí může zůstat nerozponán maskován šumem Řešení - zvýšení aktivity signálu – závisí na intenzitě stimulu Redukcí (potlačením) šumu

Potlačení šumu - Zprůměrování signálu Signál = směs 1.napětí spontánně produkované mozkem 2. napětí vyvolaného stimulací Úseky (epochy) stejného trvání Každá epocha začíná v okamžiku prezentace stimulu Trvání epochy desítky až stovky milisekund Spontánní mozková eletrická aktivita je vzhledem k signálu náhodná – součet mnoha epoch má tendenci vyrušit se k nulové hodnotě. Polarita evokovaného potenciálu bude v určitém odstupu od vyvolávajícího signáluvždy stejná. Evokovaná elektrická aktivita se bude lineárné sčítat

Potlačení šumu Superimposition

Potlačení šumu Zjednodušený diagram znázorňující koherentní zprůměrování a tím zesílení nízkého signálu (koherentní = EP je časově vázán na vyvolávající stimulus)

Popis křivky: pozitivní a negativní pík Měření: 1. Latence od stimulace 2. Čas mezi píky 3. Amplituda Srovnání s normativy

Visual-evoked potentials (VEP) Anatomical basis of the VEP:

Visual-evoked potentials (VEP) Electrical activity induced in visual cortex by light stimuli Retina Rods and Cones Anatomical basis of the VEP: Bipolar neurons Ganglion cells Optic nerve Anterior visual pathways Optic chiasm Optic tract Lateral geniculate body Retrochiasmal pathways Optic radiation Occipital lobe, visual cortex

Visual-evoked potentials (VEP) Stimulus: šachovnicový vzor Střídání bílé s černé 1-2 Hz Electrodes - 3 standardní EEG elektrody v okcipitální oblasti referenční elektroda v centrofrontální oblasti Čas analýzy (jedna epocha) 250 ms Počet opakování minimálně 250, nejméně 2 testy

Normální VEP VEPs to pattern-reversal, full-field stimulation of the right eye

Abnormal VEPs Absence of a VEP Prolonged P 100 – latency - demyelination of the anterior visual pathways Amplitude attenuation - compressive lesions Prolonged P 100 only on left or right eye stimulation – lesion of the ipsilateral optic nerve Excessive interocular difference in P 100 latency – lesion of the ipsilateral optic nerve

VEPs as a tool in the diagnosis of multiple sclerosis: Excessive interocular difference in P100 latency Prolonged absolute latency Decreased amplitude Compression of optic nerve, optic chiasm (tumor of pituitary gland or optic nerve glioma) Decreased amplitude Prolonged latency of P100

Brain-stem auditory-evoked potential BAEP

Short-latency somatosensory-evoked potential SSEP Left median nerve study