A) Neurografia – eksperymentalna technika rejestracji aktywności elektrycznej poszczególnych neuronów z wykorzystaniem technologii mikroelektrod.
B) Elektrokortykografia - metoda badania całkowitej aktywności bioelektrycznej mózgu usuniętego z powierzchni kory mózgowej. Metoda ma wartość eksperymentalną, niezwykle rzadko może być stosowana w warunkach klinicznych podczas operacji neurochirurgicznych.
W) Elektroencefalografia
Elektroencefalografia (EEG) to metoda badania całkowitej aktywności bioelektrycznej mózgu usuniętej z powierzchni skóry głowy. Metoda ta jest szeroko stosowana w klinice i umożliwia przeprowadzenie jakościowej i ilościowej analizy stanu funkcjonalnego mózgu i jego reakcji na bodźce.
Podstawowe rytmy EEG:
| Nazwa | Pogląd | Częstotliwość | Amplituda | Charakterystyka |
| Rytm alfa |  | 8-13 Hz | 50 µV | Nagrano w spoczynku i z zamkniętymi oczami |
| Rytm beta |  | 14-30 Hz | Do 25 µV | Charakterystyka stanu aktywnej aktywności |
| Rytm theta | 4-7 Hz | 100-150 µV | Obserwowane podczas snu, w niektórych chorobach. | |
| Rytm delty |  | 1-3 Hz | Podczas głębokiego snu i znieczulenia | |
| Rytm gamma | 30-35 Hz | Do 15 µV | Jest rejestrowany w przednich częściach mózgu w stanach patologicznych. | |
| Konwulsyjne fale napadowe |
Synchronizacja- pojawienie się wolnych fal w EEG, charakterystycznych dla stanu nieaktywnego
Desynchronizacja- pojawienie się w EEG szybszych oscylacji o mniejszej amplitudzie, które wskazują na stan aktywacji mózgu.
Technika EEG: Za pomocą specjalnych elektrod kontaktowych mocowanych za pomocą hełmu do skóry głowy rejestrowana jest różnica potencjałów pomiędzy dwiema elektrodami aktywnymi lub pomiędzy elektrodą aktywną i obojętną. Aby zmniejszyć opór elektryczny skóry w miejscach styku z elektrodami, poddaje się ją działaniu substancji rozpuszczających tłuszcz (alkohol, eter), a gaziki zwilża się specjalną pastą przewodzącą prąd elektryczny. Podczas rejestracji EEG osoba badana musi znajdować się w pozycji zapewniającej rozluźnienie mięśni. W pierwszej kolejności rejestrowana jest aktywność tła, następnie przeprowadzane są badania funkcjonalne (z otwieraniem i zamykaniem oczu, rytmiczna fotostymulacja, testy psychologiczne). Tym samym otwarcie oczu prowadzi do zahamowania rytmu alfa – desynchronizacji.
1. Telencefalon: ogólny plan strukturalny, cyto- i mieloarchitektura kory mózgowej (CBC). Dynamiczna lokalizacja funkcji w KBP. Pojęcie obszarów czuciowych, motorycznych i skojarzeniowych kory mózgowej.
2. Anatomia zwojów podstawy. Rola zwojów podstawnych w kształtowaniu napięcia mięśniowego i złożonych czynności motorycznych.
3. Charakterystyka morfofunkcjonalna móżdżku. Oznaki jego uszkodzenia.
4. Metody badania ośrodkowego układu nerwowego.
· Wykonaj pracę pisemnie : W swoim notatniku dotyczącym protokołu narysuj schemat układu piramidowego (korowo-rdzeniowego). Wskaż lokalizację w ciele ciał komórkowych neuronów, których aksony tworzą przewód piramidowy, oraz cechy przejścia przewodu piramidowego przez pień mózgu. Opisz funkcje przewodu piramidowego i główne objawy jego uszkodzenia.
PRACA LABORATORYJNA
Zadanie nr 1.
Elektroencefalografia człowieka.
Korzystając z systemu Biopac Student Lab, zarejestruj EEG pacjenta 1) w stanie relaksu, z zamkniętymi oczami; 2) z zamkniętymi oczami podczas rozwiązywania problemu psychicznego; 3) z zamkniętymi oczami po próbie z hiperwentylacją; 4) z otwartymi oczami. Ocenić częstotliwość i amplitudę zarejestrowanych rytmów EEG. Podsumowując, scharakteryzuj główne rytmy EEG zarejestrowane w różnych stanach.
Zadanie nr 2.
Testy funkcjonalne w celu identyfikacji uszkodzeń móżdżku
1) Próba Romberga. Osoba badana z zamkniętymi oczami wyciąga ramiona do przodu i ustawia stopy w jednej linii – jedna przed drugą. Brak możliwości utrzymania równowagi w pozycji Romberga wskazuje na brak równowagi i uszkodzenie archicerebellum – najbardziej filogenetycznie najstarszych struktur móżdżku.
2) Próba palca. Badany proszony jest o dotknięcie czubka nosa palcem wskazującym. Ruch ręki do nosa powinien odbywać się płynnie, najpierw z otwartymi, a następnie z zamkniętymi oczami. Jeśli móżdżek jest uszkodzony (choroba paleocerebellum), badany nie trafia, a gdy palec zbliża się do nosa, pojawia się drżenie (drżenie) ręki.
3) Próba Schilbera. Osoba badana wyciąga ręce do przodu, zamyka oczy, podnosi jedno ramię pionowo do góry, a następnie opuszcza je do poziomu drugiego ramienia wyciągniętego poziomo. W przypadku uszkodzenia móżdżku obserwuje się hipermetrię - ręka opada poniżej poziomu poziomego.
4) Test na adiadochokinezę. Osoba badana proszona jest o szybkie wykonywanie naprzemiennie przeciwnych, skoordynowanych ruchów, np. pronację i supinację dłoni wyciągniętych ramion. Jeśli móżdżek (neocerebellum) jest uszkodzony, pacjent nie może wykonywać skoordynowanych ruchów.
1) Jakie objawy odczuje pacjent, jeśli wystąpi krwotok w torebce wewnętrznej lewej połowy mózgu, gdzie przechodzi przewód piramidowy?
2) Która część centralnego układu nerwowego jest dotknięta hipokinezą i drżeniem w spoczynku?
Lekcja nr 21
Temat lekcji: Anatomia i fizjologia autonomicznego układu nerwowego
Cel lekcji: Zapoznaj się z ogólnymi zasadami budowy i funkcjonowania autonomicznego układu nerwowego, głównymi rodzajami odruchów autonomicznych oraz ogólnymi zasadami nerwowej regulacji czynności narządów wewnętrznych.
1) Materiał wykładu.
2) Loginov A.V. Fizjologia z podstawami anatomii człowieka. – M., 1983. – 373-388.
3) Alipow N.N. Podstawy fizjologii lekarskiej. – M., 2008. – s. 93-98.
4) Fizjologia człowieka / wyd. G.I.Kositsky. – M., 1985. – s. 158-178.
Pytania do samodzielnej pracy pozalekcyjnej uczniów:
1. Cechy strukturalne i funkcjonalne autonomicznego układu nerwowego (ANS).
2. Charakterystyka ośrodków nerwowych współczulnego układu nerwowego (SNS), ich lokalizacja.
3. Charakterystyka ośrodków nerwowych przywspółczulnego układu nerwowego (PSNS), ich lokalizacja.
4. Pojęcie metasympatycznego układu nerwowego; cechy budowy i funkcji zwojów autonomicznych jako obwodowych ośrodków nerwowych regulujących funkcje autonomiczne.
5. Cechy wpływu SNS i PSNS na narządy wewnętrzne; poglądy na temat względnego antagonizmu ich działań.
6. Pojęcia układu cholinergicznego i adrenergicznego.
7. Wyższe ośrodki regulacji funkcji autonomicznych (podwzgórze, układ limbiczny, móżdżek, kora mózgowa).
· Korzystanie z materiałów z wykładów i podręczników, Wypełnij tabelę „Charakterystyka porównawcza skutków współczulnego i przywspółczulnego układu nerwowego”.
PRACA LABORATORYJNA
Praca 1.
Szkicowanie wzorców odruchów współczulnego i przywspółczulnego układu nerwowego.
W zeszycie ćwiczeń praktycznych naszkicuj schematy odruchów SNS i PSNS, wskazując ich elementy składowe, mediatory i receptory; przeprowadzić analizę porównawczą łuków odruchowych odruchów autonomicznych i somatycznych (rdzeniowych).
Praca 2.
Badanie odruchu oczno-sercowego Daniniego-Aschnera
Metodologia:
1. Tętno pacjenta w ciągu 1 minuty określa się na podstawie tętna w spoczynku.
2. Wykonaj umiarkowany naciśnięcie gałek ocznych pacjenta kciukiem i palcem wskazującym przez 20 sekund. W tym przypadku, 5 sekund po rozpoczęciu ucisku, tętno pacjenta jest określane na podstawie tętna przez 15 sekund. Oblicz tętno podczas testu przez 1 minutę.
3. Tętno pacjenta w ciągu 1 minuty określa się na podstawie tętna po 5 minutach od badania.
Wyniki badania wpisuje się do tabeli:
Porównaj wyniki uzyskane od trzech przedmiotów.
Odruch uważa się za pozytywny, jeśli u pacjenta wystąpiło zmniejszenie częstości akcji serca o 4-12 uderzeń na minutę;
Jeżeli tętno nie uległo zmianie lub spadło o mniej niż 4 uderzenia na minutę, badanie takie uważa się za niereaktywne.
Jeśli tętno zmniejszy się o więcej niż 12 uderzeń na minutę, wówczas taką reakcję uważa się za nadmierną i może wskazywać, że pacjent ma ciężką wagotonię.
Jeżeli w trakcie badania tętno wzrasta, oznacza to, że albo badanie zostało wykonane nieprawidłowo (nadmierne ciśnienie), albo pacjent ma sympatykotonię.
Narysuj łuk odruchowy tego odruchu z oznaczeniami elementów.
Na zakończenie wyjaśnij mechanizm realizacji odruchu; wskaż, jak autonomiczny układ nerwowy wpływa na pracę serca.
Aby sprawdzić zrozumienie materiału, odpowiedz na następujące pytania:
1) Jak zmienia się wpływ na efektory współczulnego i przywspółczulnego układu nerwowego po podaniu atropiny?
2) Który odruch autonomiczny (współczulny czy przywspółczulny) trwa dłużej i dlaczego? Odpowiadając na pytanie, należy pamiętać o rodzaju włókien przedzwojowych i zazwojowych oraz o szybkości przekazywania impulsu przez te włókna.
3) Wyjaśnij mechanizm rozszerzenia źrenic u ludzi podczas lęku lub bólu.
4) W wyniku długotrwałego podrażnienia nerwu somatycznego mięsień preparatu nerwowo-mięśniowego doprowadza się do stanu zmęczenia i przestaje reagować na bodziec. Co się z nim stanie, jeśli jednocześnie zaczniesz drażnić nerw współczulny prowadzący do niego?
5) Czy włókna nerwowe autonomiczne czy somatyczne mają więcej reobazy i chronaksji? Które struktury są bardziej labilne - somatyczne czy wegetatywne?
6) Tzw. „wykrywacz kłamstw” ma za zadanie sprawdzić, czy dana osoba odpowiadając na zadawane pytania mówi prawdę. Zasada działania urządzenia opiera się na wykorzystaniu wpływu CBP na funkcje wegetatywne i trudności kontroli wegetatywnej. Zaproponuj parametry, które to urządzenie może rejestrować
7) Zwierzętom biorącym udział w eksperymencie podano dwa różne leki. W pierwszym przypadku zaobserwowano rozszerzenie źrenic i bladość skóry; w drugim przypadku - zwężenie źrenicy i brak reakcji naczyń krwionośnych skóry. Wyjaśnij mechanizm działania leków.
Lekcja nr 22
Klasyfikacja, budowa i funkcje neuronów. Neuroglej.
FIZJOLOGIA CENTRALNEGO UKŁADU NERWOWEGO.
Ośrodkowy układ nerwowy (OUN ) to zespół różnych formacji rdzenia kręgowego i mózgu, które zapewniają percepcję, przetwarzanie, przechowywanie i odtwarzanie informacji, a także kształtowanie odpowiednich reakcji organizmu na zmiany w środowisku zewnętrznym i wewnętrznym.
Strukturalnymi i funkcjonalnymi elementami ośrodkowego układu nerwowego są neurony. Są to wysoce wyspecjalizowane komórki organizmu, niezwykle różniące się budową i funkcjami. Nie ma dwóch identycznych neuronów w ośrodkowym układzie nerwowym. Ludzki mózg zawiera 25 miliardów neuronów. Ogólnie rzecz biorąc, wszystkie neurony mają ciało - somę i procesy - dendryty i aksony. Nie ma dokładnej klasyfikacji neuronów, ale umownie dzieli się je według budowy i funkcji na następujące grupy:
1. Według kształtu ciała.
· Wielokątny.
· Piramida.
· Okrągły.
· Owalny.
2. Według liczby i charakteru procesów.
· Jednobiegunowy – ma jeden proces.
· Pseudounipolarny – z ciała wychodzi jeden wyrostek, który następnie dzieli się na 2 gałęzie.
· Dwubiegunowy – 2 wyrostki, jeden dendrytowy, drugi aksonowy.
· Wielobiegunowy – ma 1 akson i wiele dendrytów.
3. Według nadajnika uwalnianego przez neuron w synapsie.
· Cholinergiczne.
· Adreneryk.
· Serotonergiczny.
· Peptydergiczny itp.
4. Według funkcji.
· Aferentny lub wrażliwy. Służą do odbierania sygnałów ze środowiska zewnętrznego i wewnętrznego i przekazywania ich do centralnego układu nerwowego.
· Interneurony lub interneurony są pośrednie. Zapewniają przetwarzanie, przechowywanie i przekazywanie informacji do neuronów odprowadzających. Najwięcej jest ich w ośrodkowym układzie nerwowym.
· Efektywny lub silnikowy. Generują sygnały sterujące i przekazują je do neuronów obwodowych i narządów wykonawczych.
5. Według roli fizjologicznej.
· Ekscytujący.
· Hamulec.
Soma neuronów pokryta jest wielowarstwową błoną, która zapewnia przewodzenie potencjału czynnościowego do początkowego odcinka aksonu – wzgórka aksonu. Soma zawiera jądro, aparat Golgiego, mitochondria i rybosomy. Rybosomy syntetyzują tigroid, który zawiera RNA i jest niezbędny do syntezy białek. Szczególną rolę odgrywają mikrotubule i cienkie włókna - neurofilamenty. Są obecne w somie i procesach. Zapewniają transport substancji z somy przez procesy i z powrotem. Ponadto dzięki neurofilamentom następuje ruch procesów. Na dendrytach znajdują się wypustki synaps - kolców, przez które informacja wchodzi do neuronu. Sygnał przemieszcza się wzdłuż aksonów do innych neuronów lub organów wykonawczych. Zatem ogólne funkcje neuronów OUN są takie odbiór, kodowanie i przechowywanie informacji, a także wytwarzanie neuroprzekaźników. Neurony poprzez liczne synapsy odbierają sygnały w postaci potencjałów postsynaptycznych. Następnie przetwarzają te informacje i formułują określoną reakcję. Dlatego wykonują i integracyjny, te. funkcja jednocząca.
Oprócz neuronów centralny układ nerwowy zawiera komórki neuroglej. Komórki glejowe są mniejsze niż neurony, ale stanowią 10% objętości mózgu. W zależności od wielkości i liczby procesów wyróżnia się astrocyty, oligodendrocyty i mikrogliocyty. Neurony i komórki glejowe są oddzielone wąską (20 nm) szczeliną międzykomórkową. Szczeliny te są ze sobą połączone i tworzą przestrzeń zewnątrzkomórkową mózgu wypełnioną płynem śródmiąższowym. Dzięki tej przestrzeni neurony i glej są zaopatrywane w tlen i składniki odżywcze. Komórki glejowe rytmicznie zwiększają się i zmniejszają z częstotliwością kilku oscylacji na godzinę. Sprzyja to przepływowi aksoplazmy wzdłuż aksonów i ruchowi płynu międzykomórkowego. W ten sposób gliony pełnią funkcję aparatu wspomagającego ośrodkowy układ nerwowy, zapewniają procesy metaboliczne w neuronach oraz absorbują nadmiar neuroprzekaźników i produkty ich rozpadu. Zakłada się, że glej bierze udział w tworzeniu odruchów warunkowych i pamięci.
Istnieją następujące metody badania funkcji ośrodkowego układu nerwowego:
1. Metoda ciąć pień mózgu na różnych poziomach. Na przykład między rdzeniem przedłużonym a rdzeniem kręgowym.
2. Metoda wykorzenienie(skreślenie) lub zniszczenie obszary mózgu. Na przykład usunięcie móżdżku.
3. Metoda podrażnienie różnych części i ośrodków mózgu.
4. Anatomiczne i kliniczne metoda. Obserwacje kliniczne zmian w funkcjonowaniu ośrodkowego układu nerwowego w przypadku uszkodzenia którejkolwiek z jego części, a następnie badanie patologiczne.
5. Metody elektrofizjologiczne:
· Elektroencefalografia– rejestracja biopotencjałów mózgowych z powierzchni skóry głowy. Technikę tę opracował i wprowadził do kliniki G. Berger.
· Rejestracja biopotencjałów różnych ośrodków nerwowych: stosowana w połączeniu z techniką stereotaktyczną polegającą na wprowadzaniu elektrod do ściśle określonego jądra za pomocą mikromanipulatorów.
· Metoda potencjałów wywołanych, rejestrująca aktywność elektryczną obszarów mózgu podczas elektrycznej stymulacji receptorów obwodowych lub innych obszarów.
6. Sposób śródmózgowego podawania substancji za pomocą mikroinoforeza.
7. Chronorefleksometria– określenie czasu odruchu.
8. Metoda modelowanie.
BIP - INSTYTUT PRAWA
M. V. PIVOVARCHIK
ANATOMIA I FIZJOLOGIA
OŚRODKOWY UKŁAD NERWOWY
Mińsk
BIP - INSTYTUT PRAWA
M. V. PIVOVARCHIK
ANATOMIA I FIZJOLOGIA
OŚRODKOWY UKŁAD NERWOWY
Podręcznik edukacyjno-metodyczny
Białoruski Instytut Prawa
Recenzenci: dr hab. biol. Profesor nadzwyczajny nauk Ledneva I. V.,
Doktorat Miód. Sciences, profesor nadzwyczajny Avdey G. M.
Pivovarchik M. V.
Anatomia i fizjologia ośrodkowego układu nerwowego: Metoda edukacyjna. zasiłek / M. V. Pivovarchik. Mn.: BIP-S Plus LLC, 2005. – 88 s.
Podręcznik odpowiada strukturze kursu „Anatomia i fizjologia centralnego układu nerwowego”, omawia główne tematy składające się na treść kursu. Szczegółowo opisano ogólną budowę układu nerwowego, rdzenia kręgowego i mózgu, opisano cechy budowy i funkcjonowania części autonomicznej i somatycznej układu nerwowego człowieka oraz ogólne zasady jego funkcjonowania. Na końcu każdego z dziewięciu tematów podręcznika znajdują się pytania dotyczące samokontroli. Przeznaczone dla studentów studiów stacjonarnych i niestacjonarnych na kierunku psychologia.
© Pivovarchik M.V., 2005
TEMAT 1. Metody badania układu nerwowego. 4
TEMAT 2. Budowa i funkcje tkanki nerwowej. 7
TEMAT 3. Fizjologia transmisji synaptycznej. 19
TEMAT 4. Ogólna budowa układu nerwowego.. 26
TEMAT 5. Budowa i funkcje rdzenia kręgowego. 31
TEMAT 6. Budowa i funkcje mózgu. 35
Temat 7. Funkcje motoryczne ośrodkowego układu nerwowego... 57
TEMAT 8. Autonomiczny układ nerwowy. 70
Temat 9. Ogólne zasady funkcjonowania układu nerwowego.. 78
LITERATURA PODSTAWOWA... 87
CZYTANIE DODATKOWE... 87
TEMAT 1. Metody badania układu nerwowego
Metody neurobiologiczne.
Metoda rezonansu magnetycznego.
Metody neuropsychologiczne.
Metody neurobiologiczne. W teoretycznych badaniach fizjologii ludzkiego układu nerwowego ważną rolę odgrywa badanie centralnego układu nerwowego zwierząt. Ta dziedzina wiedzy nazywa się neurobiologią. Struktura komórek nerwowych, a także procesy zachodzące w nich pozostają niezmienione zarówno u zwierząt prymitywnych, jak i u ludzi. Wyjątkiem są półkule mózgowe. Dlatego neurobiolog może zawsze badać ten lub inny problem fizjologii ludzkiego mózgu przy użyciu prostszych, tańszych i bardziej dostępnych obiektów. Takimi obiektami mogą być zwierzęta bezkręgowe. W ostatnich latach coraz częściej do tych celów wykorzystuje się przyżyciowe skrawki mózgu nowonarodzonych szczurów i świnek morskich, a nawet hodowle tkanki nerwowej hodowane w laboratorium. Materiał taki można wykorzystać do badania mechanizmów funkcjonowania poszczególnych komórek nerwowych i zachodzących w nich procesów. Na przykład głowonogi (kałamarnice, mątwy) mają bardzo grube, gigantyczne aksony (o średnicy 500–1000 µm), przez które wzbudzenie przekazywane jest ze zwoju głowowego do mięśni płaszcza. W placówce tej badane są molekularne mechanizmy wzbudzenia. Wiele mięczaków ma bardzo duże neurony w zwojach nerwowych, które zastępują mózg – o średnicy do 1000 mikronów. Neurony te służą do badania funkcjonowania kanałów jonowych, których otwieranie i zamykanie jest kontrolowane przez substancje chemiczne.
Do rejestracji aktywności bioelektrycznej neuronów i zachodzących w nich procesów wykorzystuje się technologię mikroelektrod, która w zależności od celów badań ma wiele cech. Zwykle stosuje się dwa rodzaje mikroelektrod: metalowe i szklane. Aby rejestrować aktywność pojedynczych neuronów, mikroelektrodę mocuje się w specjalnym manipulatorze, który pozwala na przesuwanie jej przez mózg zwierzęcia z dużą precyzją. W zależności od celów badawczych manipulator może być montowany na czaszce zwierzęcia lub oddzielnie. Charakter rejestrowanej aktywności bioelektrycznej zależy od średnicy końcówki mikroelektrody. Przykładowo, przy średnicy końcówki mikroelektrody nie większej niż 5 µm, można rejestrować potencjały czynnościowe pojedynczych neuronów. Gdy średnica końcówki mikroelektrody jest większa niż 10 mikronów, rejestrowana jest jednocześnie aktywność dziesiątek, a czasem setek neuronów.
Metoda rezonansu magnetycznego. Nowoczesne metody pozwalają zobaczyć strukturę ludzkiego mózgu bez jego uszkodzenia. Metoda rezonansu magnetycznego pozwala na obserwację na ekranie monitora serii kolejnych „wycinków” mózgu bez powodowania jego uszkodzeń. Metoda ta umożliwia badanie np. złośliwych guzów mózgu. Mózg napromieniany jest polem elektromagnetycznym za pomocą specjalnego magnesu. Pod wpływem pola magnetycznego dipole płynów mózgowych (na przykład cząsteczek wody) przyjmują swój kierunek. Po usunięciu zewnętrznego pola magnetycznego dipole wracają do stanu pierwotnego i pojawia się sygnał magnetyczny, który jest wykrywany przez specjalne czujniki. Echo to jest następnie przetwarzane przy użyciu wydajnego komputera i wyświetlane na ekranie monitora przy użyciu metod grafiki komputerowej.
Pozytonowa emisyjna tomografia komputerowa. Pozytonowa tomografia emisyjna (PET) ma jeszcze wyższą rozdzielczość. Badanie opiera się na wprowadzeniu do krwiobiegu mózgowego krótkotrwałego izotopu emitującego pozytony. Dane dotyczące rozkładu radioaktywności w mózgu są zbierane przez komputer w określonym czasie skanowania, a następnie rekonstruowane w postaci trójwymiarowego obrazu.
Metody elektrofizjologiczne. Już w XVIII wieku. Włoski lekarz Luigi Galvani zauważył, że przygotowane żabie udka kurczą się w kontakcie z metalem. Doszedł do wniosku, że mięśnie i komórki nerwowe zwierząt wytwarzają energię elektryczną. W Rosji podobne badania przeprowadził I.M. Sechenov: jako pierwszy zarejestrował oscylacje bioelektryczne z rdzenia przedłużonego żaby. Na początku XX wieku za pomocą znacznie bardziej zaawansowanych instrumentów szwedzki badacz G. Berger rejestrował potencjały bioelektryczne mózgu człowieka, które obecnie nazywane są elektroencefalogram(EEG). W badaniach tych po raz pierwszy zarejestrowano podstawowy rytm bioprądów mózgu człowieka – sinusoidalne oscylacje o częstotliwości 8 – 12 Hz, co nazwano rytmem alfa. Nowoczesne metody elektroencefalografii klinicznej i eksperymentalnej poczyniły znaczący krok naprzód dzięki zastosowaniu komputerów. Zazwyczaj podczas badania klinicznego pacjenta na powierzchnię skóry głowy przykłada się kilkadziesiąt elektrod miseczkowych. Elektrody te są następnie podłączane do wzmacniacza wielokanałowego. Nowoczesne wzmacniacze są bardzo czułe i umożliwiają rejestrację oscylacji elektrycznych mózgu o amplitudzie zaledwie kilku mikrowoltów, a następnie komputer przetwarza EEG dla każdego kanału.
Podczas badania tła EEG wiodącym wskaźnikiem jest rytm alfa, który jest rejestrowany głównie w tylnych częściach kory w stanie spokojnej czuwania. Kiedy prezentowane są bodźce zmysłowe, następuje tłumienie, czyli „blokada” rytmu alfa, którego czas trwania jest dłuższy, im bardziej złożony jest obraz. Ważnym kierunkiem wykorzystania EEG jest badanie przestrzenno-czasowych zależności potencjałów mózgowych podczas percepcji informacji sensorycznej, tj. z uwzględnieniem czasu percepcji i jej organizacji mózgowej. W tym celu podczas procesu percepcji wykonywany jest synchroniczny, wielokanałowy zapis EEG. Oprócz rejestrowania podstawowego EEG stosuje się metody badania funkcji mózgu rejestracja potencjałów mózgowych wywołanych (EP) lub związanych ze zdarzeniami (ERP).. Metody te opierają się na założeniu, że potencjał wywołany lub związany ze zdarzeniem jest reakcją mózgu na stymulację sensoryczną, której czas trwania jest porównywalny z czasem przetwarzania bodźca. Potencjały mózgowe związane ze zdarzeniami reprezentują szeroką klasę zjawisk elektrofizjologicznych, które są izolowane od „tła” lub „surowego” elektroencefalogramu za pomocą specjalnych metod. Popularność metod EP i ERP tłumaczy się łatwością rejestracji i możliwością dynamicznej obserwacji aktywności wielu obszarów mózgu w długim okresie czasu podczas wykonywania zadań o dowolnej złożoności.
Fizjologia szczegółowa ośrodkowego układu nerwowego to dział zajmujący się badaniem funkcji struktur mózgu i rdzenia kręgowego, a także mechanizmów ich realizacji.
Metody badania funkcji ośrodkowego układu nerwowego obejmują następujące.
Elektroencefalografia- metoda rejestracji biopotencjałów generowanych przez mózg podczas ich usuwania z powierzchni skóry głowy. Wartość takich biopotencjałów wynosi 1-300 μV. Usuwa się je za pomocą elektrod przykładanych do powierzchni skóry głowy w standardowych punktach na wszystkich płatach mózgu i niektórych ich obszarach. Biopotencjały podawane są na wejście urządzenia elektroencefalograficznego, które je wzmacnia i rejestruje w postaci elektroencefalogramu (EEG) – graficznej krzywej ciągłych zmian (fal) biopotencjałów mózgu. Częstotliwość i amplituda fal elektroencefalograficznych odzwierciedlają poziom aktywności ośrodków nerwowych. Biorąc pod uwagę amplitudę i częstotliwość fal, wyróżnia się cztery główne rytmy EEG (ryc. 1).
Rytm alfa ma częstotliwość 8-13 Hz i amplitudę 30-70 μV. Jest to stosunkowo regularny, zsynchronizowany rytm rejestrowany u osoby będącej w stanie czuwania i odpoczynku. Wykrywa się go u około 90% osób przebywających w spokojnym otoczeniu, przy maksymalnym rozluźnieniu mięśni, z zamkniętymi oczami lub w ciemności. Rytm alfa jest najbardziej wyraźny w płatach potylicznych i ciemieniowych mózgu.
Rytm beta charakteryzują się nieregularnymi falami o częstotliwości 14-35 Hz i amplitudzie 15-20 μV. Rytm ten rejestruje się u nieprzytomnej osoby w części czołowej i ciemieniowej obszary, podczas otwierania oczu, działanie dźwięku, światła, zwracanie się do tematu, wykonywanie czynności fizycznych. Wskazuje na przejście procesów nerwowych do bardziej aktywnego, aktywnego stanu i wzrost aktywności funkcjonalnej mózgu. Nazywa się to zmianą rytmu alfa lub innego rytmu elektroencefalograficznego mózgu na rytm betareakcja desynchronizacji, Lub aktywacja.
Ryż. 1. Schemat głównych rytmów biopotencjałów mózgu człowieka (EEG): a - rytmy rejestrowane z powierzchni skóry głowy u kosi; 6 - działanie światła powoduje reakcję desynchronizacji (zmiana rytmu α na rytm β)
Rytm theta ma częstotliwość 4-7 Hz i amplitudę do 150 μV. Przejawia się w późnych stadiach zasypiania i rozwoju znieczulenia.
Rytm delty charakteryzuje się częstotliwością 0,5-3,5 Hz i dużą (do 300 μV) amplitudą woli. Rejestrowany jest na całej powierzchni mózgu podczas głębokiego snu lub znieczulenia.
Główną rolę w powstaniu EEG przypisuje się potencjałom postsynaptycznym. Uważa się, że na charakter rytmów EEG największy wpływ ma rytmiczna aktywność neuronów rozrusznika serca i siatkowate tworzenie pnia mózgu. W tym przypadku wzgórze indukuje w korze rytmy o wysokiej częstotliwości, a tworzenie siatkowe pnia mózgu - rytmy o niskiej częstotliwości (theta i delta).
Metoda EEG jest szeroko stosowana do rejestracji aktywności neuronów w stanach snu i czuwania; w celu identyfikacji obszarów wzmożonej aktywności mózgu, np. przy padaczce; do badania wpływu substancji leczniczych i odurzających oraz rozwiązywania innych problemów.
Metoda potencjałów wywołanych pozwala na rejestrację zmian w potencjałach elektrycznych kory i innych struktur mózgu spowodowanych stymulacją różnych pól receptorowych lub ścieżek związanych z tymi strukturami mózgu. Biopotencjały kory powstające w odpowiedzi na natychmiastową stymulację mają charakter falowy i trwają do 300 ms. Aby wyizolować potencjały wywołane ze spontanicznych fal elektroencefalologicznych, stosuje się złożone komputerowe przetwarzanie EEG. Technikę tę stosuje się eksperymentalnie i klinicznie do określenia stanu funkcjonalnego receptora, przewodnika i centralnych części układów sensorycznych.
Metoda mikroelektrodowa pozwala za pomocą najcieńszych elektrod wprowadzonych do komórki lub dostarczonych do neuronów znajdujących się w określonym obszarze mózgu, rejestrować komórkową lub zewnątrzkomórkową aktywność elektryczną, a także oddziaływać na nią prądami elektrycznymi.
Metoda stereotaktyczna umożliwia wprowadzenie sond i elektrod do określonych struktur mózgu w celach terapeutycznych i diagnostycznych. Ich wprowadzenie odbywa się z uwzględnieniem trójwymiarowych współrzędnych przestrzennych lokalizacji interesującej nas struktury mózgu, które są opisane w atlasach stereotaktycznych. Atlasy wskazują, pod jakim kątem i na jaką głębokość w stosunku do charakterystycznych punktów anatomicznych czaszki należy wprowadzić elektrodę lub sondę, aby dotrzeć do interesującej nas struktury mózgu. W tym przypadku głowa pacjenta jest zamocowana w specjalnym uchwycie.
Metoda podrażnienia. Stymulacja różnych struktur mózgu odbywa się najczęściej za pomocą słabego prądu elektrycznego. Takie podrażnienie można łatwo dozować, nie powoduje uszkodzeń komórek nerwowych i można je aplikować wielokrotnie. Jako środki drażniące stosuje się także różne substancje biologicznie czynne.
Metody przecięcia, wytępienia (usunięcia) i blokady funkcjonalnej struktur nerwowych. Usuwanie struktur mózgowych i ich przecinanie były szeroko stosowane w eksperymentach w początkowym okresie akumulacji wiedzy o mózgu. Obecnie informacje o fizjologicznej roli różnych struktur ośrodkowego układu nerwowego uzupełniają obserwacje kliniczne zmian w stanie funkcji mózgu lub innych narządów u pacjentów, którzy przeszli usunięcie lub zniszczenie poszczególnych struktur układu nerwowego ( nowotwory, krwotoki, urazy).
W przypadku blokady funkcjonalnej funkcje struktur nerwowych są tymczasowo wyłączane poprzez wprowadzenie substancji hamujących, działanie specjalnych prądów elektrycznych i chłodzenie.
Reoencefalografia. Jest to technika badania zmian tętna w dopływie krwi do naczyń mózgowych. Polega na pomiarze oporu tkanki nerwowej na prąd elektryczny, który zależy od stopnia jej ukrwienia.
Echoencefalografia. Pozwala określić lokalizację i wielkość zagęszczeń oraz ubytków w mózgu i kościach czaszki. Technika ta opiera się na rejestracji fal ultradźwiękowych odbitych od tkanek głowy.
Metody tomografii komputerowej (wizualizacji). Polegają na rejestracji sygnałów z krótkotrwałych izotopów, które przedostały się do tkanki mózgowej za pomocą rezonansu magnetycznego, pozytonowej tomografii emisyjnej oraz rejestracji absorpcji promieni rentgenowskich przechodzących przez tkankę. Zapewnia wyraźne, trójwymiarowe obrazy struktur mózgowych, warstwa po warstwie.
Metody badania odruchów warunkowych i reakcji behawioralnych. Pozwala badać funkcje integracyjne wyższych części mózgu. Metody te zostały omówione bardziej szczegółowo w części poświęconej integracyjnym funkcjom mózgu.
Nowoczesne metody badawcze
Elektroencefalografia(EEG) - rejestracja fal elektromagnetycznych powstających w korze mózgowej podczas szybkich zmian potencjałów pola korowego.
Magnetoencefalografia(MEG) - rejestracja pól magnetycznych w korze mózgowej; Przewaga MEG nad EEG wynika z faktu, że MEG nie ulega zniekształceniom od tkanek pokrywających mózg, nie wymaga obojętnej elektrody i odzwierciedla jedynie źródła aktywności równoległe do czaszki.
Pozytywna tomografia emisyjna(PET) to metoda, która pozwala za pomocą odpowiednich izotopów wprowadzonych do krwi ocenić struktury mózgu i na podstawie szybkości ich ruchu, aktywność funkcjonalną tkanki nerwowej.
Rezonans magnetyczny(MRI) - opiera się na fakcie, że różne substancje o właściwościach paramagnetycznych mają zdolność polaryzacji w polu magnetycznym i rezonowania z nim.
Termoencefaloskopia- mierzy lokalny metabolizm i przepływ krwi w mózgu poprzez wytwarzanie ciepła (jego wadą jest to, że wymaga otwartej powierzchni mózgu; jest stosowany w neurochirurgii).
Elektroencefalografia (EEG) jest zapisem całkowitej aktywności elektrycznej mózgu. Wibracje elektryczne w korze mózgowej odkryli R. Keton (1875) i V.Ya. Danilewskiego (1876). Rejestracja EEG możliwa jest zarówno z powierzchni skóry głowy, jak i z powierzchni kory w eksperymentach oraz w klinice podczas operacji neurochirurgicznych. W tym przypadku nazywa się to elektrokortykogramem. Rejestrację EEG wykonuje się za pomocą elektrod bipolarnych (aktywnych) lub unipolarnych (aktywnych i obojętnych), przykładanych parami i symetrycznie w obszarach czołowo-biegunowych, czołowych, centralnych, ciemieniowych, skroniowych i potylicznych mózgu. Oprócz rejestracji tła EEG stosuje się testy funkcjonalne: eksteroceptywne (światło, słuch itp.), proprioceptywne, bodźce przedsionkowe, hiperwentylacja, sen. EEG rejestruje cztery główne rytmy fizjologiczne: rytmy alfa, beta, gamma i delta.
Metoda potencjałów wywołanych (EP) jest pomiarem aktywności elektrycznej mózgu zachodzącej w odpowiedzi na stymulację receptorów, dróg doprowadzających i ośrodków przełączających impulsów doprowadzających. W praktyce klinicznej EP uzyskuje się najczęściej w odpowiedzi na stymulację receptorów, głównie wzrokowych, słuchowych lub somatosensorycznych. EP rejestruje się podczas rejestracji EEG, najczęściej z powierzchni głowy, chociaż można je rejestrować także z powierzchni kory, a także w głębokich strukturach mózgu, np. we wzgórzu. Technika VP służy do obiektywnego badania funkcji sensorycznych, procesu percepcji i ścieżek mózgowych w warunkach fizjologicznych i patologicznych (na przykład w przypadku guzów mózgu kształt EP jest zniekształcony, amplituda maleje, a niektóre składniki znikają).
Funkcjonalna tomografia komputerowa:
Pozytonowa emisyjna tomografia komputerowa jest przyżyciową metodą funkcjonalnego mapowania izotopów mózgu. Technika polega na wprowadzeniu do krwiobiegu izotopów (O 15, N 13, F 18 itp.) w połączeniu z deoksyglukozą. Im bardziej aktywny jest obszar mózgu, tym bardziej pochłania on znakowaną glukozę, której promieniowanie radioaktywne rejestrowane jest przez detektory umieszczone wokół głowy. Informacje z detektorów przesyłane są do komputera, który tworzy „wycinki” mózgu na zarejestrowanym poziomie, odzwierciedlające nierównomierny rozkład izotopu wynikający z aktywności metabolicznej struktur mózgowych.
Funkcjonalny rezonans magnetyczny opiera się na fakcie, że wraz z utratą tlenu hemoglobina nabywa właściwości paramagnetyczne. Im wyższa aktywność metaboliczna mózgu, tym większy objętościowy i liniowy przepływ krwi w danym obszarze mózgu i niższy stosunek paramagnetycznej deoksyhemoglobiny do oksyhemoglobiny. W mózgu znajduje się wiele ognisk aktywacji, co znajduje odzwierciedlenie w niejednorodności pola magnetycznego. Metoda ta pozwala zidentyfikować aktywnie pracujące obszary mózgu.
Reoencefalografia polega na rejestracji zmian oporu tkanek na prąd przemienny o wysokiej częstotliwości w zależności od ich ukrwienia. Reoencefalografia pozwala pośrednio ocenić wielkość ogólnego dopływu krwi do mózgu i jego asymetrię w różnych strefach naczyniowych, napięcie sprężystości naczyń mózgowych i stan nagłego odpływu.
Echoencefalografia opiera się na właściwości ultradźwięków, które w różnym stopniu odbijają się od struktur głowy - tkanki mózgowej i jej formacji patologicznych, płynu mózgowo-rdzeniowego, kości czaszki itp. Oprócz określenia lokalizacji niektórych struktur mózgu (zwłaszcza środkowych ), echoencefalografia, wykorzystując efekt Dopplera, pozwala uzyskać informację o prędkości i kierunku przepływu krwi w naczyniach biorących udział w dopływie krwi do mózgu ( efekt Dopplera- zmiana częstotliwości i długości fal rejestrowanych przez odbiornik, spowodowana ruchem ich źródła lub ruchem odbiornika.).
Chronaksymetria pozwala określić pobudliwość tkanki nerwowej i mięśniowej poprzez pomiar minimalnego czasu (chronaksji) pod działaniem bodźca o podwójnej sile progowej. Często określa się chronaksję narządu ruchu. Chronaksja zwiększa się wraz z uszkodzeniem neuronów ruchowych rdzenia kręgowego i zmniejsza się wraz z uszkodzeniem neuronów ruchowych kory mózgowej. Na jego wartość wpływa stan struktur pnia. Na przykład wzgórze i jądro czerwone. Można także określić chronaksję układów sensorycznych - skórnego, wzrokowego, przedsionkowego (do czasu wystąpienia wrażeń), co pozwala nam ocenić funkcję analizatorów.
Metoda stereotaktyczna pozwala za pomocą urządzenia do precyzyjnego przesuwania elektrod w kierunku czołowym, strzałkowym i pionowym wprowadzić elektrodę (lub mikropipetę, termoparę) w różne struktury mózgu. Dzięki wprowadzonym elektrodom można rejestrować aktywność bioelektryczną danej struktury, podrażniać ją lub niszczyć, a także wprowadzać substancje chemiczne poprzez mikrokaniule do ośrodków nerwowych lub komór mózgu.
Metoda podrażnienia różne struktury ośrodkowego układu nerwowego słabym prądem elektrycznym za pomocą elektrod lub środków chemicznych (roztworów soli, mediatorów, hormonów) zasilanych za pomocą mikropipet mechanicznie lub za pomocą elektroforezy.
Metoda wyłączania różne części ośrodkowego układu nerwowego można wytworzyć mechanicznie, elektrolitycznie, za pomocą zamrażania lub elektrokoagulacji, a także za pomocą wąskiej wiązki lub wstrzykując środki nasenne do tętnicy szyjnej, można w sposób odwracalny wyłączyć niektóre części mózgu, np. mózgowy półkula.
Metoda cięcia na różnych poziomach ośrodkowego układu nerwowego w eksperymencie można uzyskać organizmy rdzeniowe, opuszkowe, mezocefaliczne, międzymózgowie, obłuszczone, rozszczepiony mózg (operacja komisurotomii); zakłócać połączenie między obszarem korowym a leżącymi pod nim strukturami (operacja lobotomii), między korą a strukturami podkorowymi (kora izolowana neuronalnie). Metoda ta pozwala lepiej zrozumieć rolę funkcjonalną zarówno ośrodków położonych poniżej przecięcia, jak i ośrodków wyższych, które są wyłączone.
Metoda patoanatomiczna– przyżyciowa obserwacja dysfunkcji i sekcja zwłok mózgu.
©2015-2019 strona
Wszelkie prawa należą do ich autorów. Ta witryna nie rości sobie praw do autorstwa, ale zapewnia bezpłatne korzystanie.
Data utworzenia strony: 2017-04-20