Az agykéreg elektromos tevékenysége Elektroenkephalogram, electrocorticogramm A fejbőrre/agykéregre helyezett elektróddal az egész agykéregről alacsony frekvenciájú potenciálváltozások regisztrálhatók. 0-200 Hz néhányszor 10 V A térbeli felbontása nem túl jó, de az időbeli minden más technikánál jobb. Tudománytörténet: Richard Caton, liverpooli orvos elektromos jeleket regisztrál majom és nyúl agykérgéről (British Medical Journal 1875) Hans Berger német fiziológus az emberi fejbőrről regisztrálja az elektromos jeleket 1920-ban. Ő nevezi el a módszert elektroencephalográfiának.

Az EEG forrása Elsősorban a piramissejtek posztszinaptikus potenciáljainak összegződése. A szinapszisban serkentett membránon pozitív ionok lépnek be (sink – nyelő), környezet negatív lesz. Az áramkör a sejttest membránján át záródik, ott pozitív ionok lépnek ki (source – forrás). A kettő együtt a felszínre merőleges dipólust alkot. A gyors lefolyású akciós potenciálok nem szerepelnek az EEG görbe keletkezésében.

Az EEG regisztrálhatóságának feltételei 1. Hosszú, elnyújtott sejtek legyenek 2. A kérgi oszlopok piramissejtjei parallel módon helyezkednek el. 3. Az oszlopok piramissejtjei (és néha több oszlop is) egyszerre kerülnek ingerületbe. Attól függően, hogy az utóbbi kritérium milyen mértékben teljesül, különböző frekvenciájú és amplitúdójú makropotenciálok keletkeznek. 4. Csak azok a dipólusok (piramissejtek és oszlopok) regisztrálhatóak, amelyek az elektródra merőlegesek.

Az EEG genezise

Akcióspotenciál

Glutamát receptor

GABAa receptor

Nemzetközi 10-20-as rendszer

Az EEG-s mérés elve

frekvencia szerinti felosztása Az EEG hullámok frekvencia szerinti felosztása

Az EEG és az éberségi szint kapcsolata. Delta: újszülöttekben általános, felnőttekben a mély alvás 3. és 4. szakaszában, encefalopátiákban, agysérülések következményeként, és kómában és opiátnarkózis alatt. Teta: gyermekkorban nagyobb arányban, felnőttekben inkább csak átmenetileg fordul elő álmosság, felületes alvás, elalvás és ébredés során. Emellett hipnózis és meditáció kapcsán írták le. Alfa: nyugodt ébrenlét során, főleg csukott szem mellett elsősorban az okcipitális kéreg felett. Az álmosság, elalvás és a szem kinyitása megszűnteti. A jóga, zen és a neurobiofeedback gyakorlóira megnövekedett alfa aktivitás jellemző.

Az EEG és az éberségi szint kapcsolata. Béta: normál ébrenlét nyitott szemmel, aktív gondolkodás és koncentrálás során. A paradox alvás jellegzetes hullámformája. Szabályos béta ritmus figyelhető meg néhány patológiás állapotban és némely drog (benzodiazepinek) hatására. Halogénezett altatók propofol stb jellegzetes nem-reaktív alfa-béta sávba eső kérgi aktivitást okoznak. Gamma: magas mentális aktivitás, figyelem és percepció. Paradox alvás alatt is.

Felnőttből elvezetett normál ébrenléti EEG mintázat 1 2 3 4 1: kis amplitúdójú, generalizált  aktivitás 2: a nyakszirti területen, kép nézésekor aktiválódó  hullámok 3: jellegzetes  ritmus az okcipitális területen, minimális  aktivitással 4: szemnyitás (EO) hatására deszinkronizálódó  aktivitás, műtermékkel

Felnőttből elvezetett normál alvási EEG mintázat 1: mélyalvás K-komplexszel (a), alvási orsóval (b) és lassú hullámmal (d) 2: nagyon lassú hullámú mélyalvás 3: REM alvás, szemmozgás műtermékkel

12 éves gyermek normál EEG aktivitás-mintázata

8 hónapos gyermek normál EEG aktivitás-mintázata 1: éber állapot (a centrális elvezetéseknél 4-5 Hz-es teta aktivitással) 2: szendergés 3: alvás (aszinkron, jellegzetes orsó aktivitás is megfigyelhető)

Műtermékek I 1-blink: pislogás, 2-EO: szemnyitás, 3-EC: szembecsukás, 4-EM: ritmikus lassú szemmozgás, 5-EM: szakkadikus szemmozgás

Műtermékek II. 1-2: izommozgásból eredő műtermék 70 ill. 15 Hz-es szűrés alkalmazásával, 3: EKG műtermék (a nyilak jelölik), 4: beszéd ill. arcizommozgásból eredő műtermék, 5: rágóizmok működéséből eredő műtermék

Féltekei aszimmetria

Epilepsziás generalizált nagyroham EEG képe 1: tónusos szakasz, 2: klónusos szakasz

Generalizált tüske-hullám típusú epileptikus aktivitás

Az EEG analízise delta teta alfa béta gamma

Fourier analyzis: Ébrenlét (patkány) EEG (5sec)

Fourier analyzis: Ébrenléti theta ritmus mozgás közben (patkány) EEG (5sec)

Lassú hullámú alvás (patkány) Fourier analyzis: Lassú hullámú alvás (patkány) EEG (5sec)

Alvás-ébrenlét Az életmódtól függően az éjszaka vagy nappal kedvez az állatok aktivitásának. Kedvezőtlen időszakot nagyrészt alvással töltik. Az alvás nem egyszerűen pihenés, nélkülözhetetlen az életben maradáshoz. Az alvás általános kritériumai (gerincteleneknél) emlős-madár esetében EEG alapján definiálják... mozgás hiánya, sztereotíp testtartás, specifikus pihenőhely emelkedett szenzoros küszöb könnyű visszafordíthatóság cirkadian szerveződés, szabályozottság: depriváció – rebound

Emberi alvás Az alvás bekövetkezését 3 tényező válthatja ki: Berger 1929: az éberségi szint szoros kapcsolatban áll az EEG hullámaival: δ, θ, α, β, később γ Loomis 1937: 5 alvási-ébrenléti szakasz – É és 4 LA Aserinsky és Kleitman 1953: paradox alvás leírása, kapcsolat az álmodással Az alvás bekövetkezését 3 tényező válthatja ki: homeosztatikus alvás igény (akármit is takar) napi ritmus (megfelelő napszak) ingerszegény környezet (luxus alvás) Az emberi alvás két jellegzetes komponense a lassú hullámú alvás (NREM) és az álomlátásos alvás (rapid-eye-movement, REM). Az alvás során kb. 90 perces periódus idővel váltakoznak – basic rest activity cycle, BRAC

Berger - 1929 bár voltak korábi próbálkozások állatok feltárt agykérgén (Richard Caton, 1875, Liverpool, majom és nyúl, tőle függetlenül Adolf Beck, 1891, Krakow, majd Lvov, nyúl és kutya – leírták a ritmikus oszcillációkat, az ingerek hatását, és a ritmusok függését az állat állapotától), az első, aki emberi EEG-t regisztrált a hajas fejbőrről, és leírta annak kapcsolatát az éberségi szinttel, Hans Berger volt Jenaban. az első regisztrálás saját fián 1925-ben a Siemens igen modern berendezéseivel 1929 és 1938 között 23 cikk (már akkor is fontos volt a publikációs lista)

Élettani változók alvásban

Alvás és életkor

Az alvás folyamata Először az alfa hullámok tűnnek el az EEG-ből, teta hullámok jelennek meg, : LA1 Megjelennek az alvási orsók (jellegzetes rövid és szabályos béta hullámok), és a K komplexek (egy lassú hullám, melyet orsó aktivitás követ, gyakran külső inger triggereli): LA2 A delta hullámok aránya egyre nagyobb lesz: LA3 és LA4 Adott időt töltve LA3 vagy LA4 állapotban, rövid LA2 átmenet után paradox alvás következik. A paradox alvásból néha felébredünk és az egész ciklus kezdődik, de általánosabb hogy egy újabb ciklus kezdődik LA1 nélkül.

Alvásfázisok

Paradox alvás Erőteljes agykérgi aktiváció, ám nehezen ébreszthető az alvó ember Izomtónus megszűnik, (néha rángások) Gyors szemmozgások: REM Jellegzetes vegetatív tünetek: pulzusszám, légzés vérnyomás növekszik, illetve nagy ingadozásokat mutat férfiakban erekció – impotencia vizsgálata hőszabályozás felfüggesztődik Valószínűleg mindig álmodással jár Utólagos történetté rendezés – általában erős érzelmi tartalom SWS-ben is van álmodás: racionálisabb, irányíthatóbb – alvajárás is ebben a stádiumban

Feladatok a gyakorlatra Csukott szem, relax Csukott szem, fejszámolás Nyitott szem