NEUROFYSIOLOGIE: VAN DAM
LES 1: EEG & HERSENGOLVEN
ELEKTRO-ENCEFALOGRAFIE: EEG
De hersenen zijn een elektrochemisch orgaan. Deze elektrische stromen kunnen opgepikt worden, gemeten worden..
met apparatuur. EEG is een methode om de elektrische activiteit van de hersenen te meten. Het feit dat elektrische
activiteit vertonen werd door verschillende onderzoekers ondervonden rond 1900:
- Richard Caton: ontdekking elektrische activiteit in hersenen van konijnen en apen dmv een heel gevoelige
galvanometer. Hij nam veranderingen waar in elektrische activiteit tussen slaap en waak.
- Vladimir Pravdich-Neminsky: kon als eerste elektrische potentiaalverschillen registreren in hersenen dieren
(hond) = eerste EEG opname (en EP). Vereiste craniotomie (schedeldak verwijderen).
- Hans Berger: elektroden op hoofdhuid mens. Toonde elektrische hersenactiviteit aan bij de mens, was de 1 e
onderzoeker die hersenritmes + verschillen tussen gezonde personen en patiënten (bv. epilepsie) beschreef
Om EEG opnames te kunnen vergelijken werd het 10-20 systeem voor elektrodenplaatsing op de hoofdhuid
ontwikkeld: 21 elektroden op de hoofdhuid. Gebaseerd op afstanden tussen elektroden die 10-20% kunnen bedragen
van de afstand tussen 2 referentiepunten op de schedel. 2 hoofdassen:
- Sagittaal vlak op de middellijn: vooraan (nasion, neusbrug) naar achteraan (inion) op het hoofd
- Coronaal vlak van links naar rechts tussen het bot tussen de oorpunten
- De afstanden tussen de referentiepunten worden uitgedrukt in % van de totale afstand
- Elektronen aan de linkerkant: oneven cijfers, elektroden aan rechterkant: even cijfers
- F = frontaal C = centraal P = pariëtaal O = occipitaal T = temporaal
- Posities exact op de middelijn = Z (FZ, CZ PZ)
Als er met de 10-20 opstelling afwijkingen in EEG signaal worden geregistreerd of bij slaaponderzoek gebruikt men
een denser elektronennetwerk: 10% intermediaire elektroden. Zo kan men fijnmaziger werken.
NEURONEN = EXCITEERBARE CELLEN
- Neuronale activiteit produceert elektrische en magnetische velden
o Activiteit bestaat uit ionenstromen over celmembranen (transmembranaire stromen)
- Produceren zéér kleine elektrische signalen!
- Passeren door weefsellagen (hersenvliezen, schedel, hoofdhuid) voor ze opgepikt worden door elektroden
- EEG signaal is dus nooit afkomstig van één neuron, maar van duizenden neuronen
- + Versterkingsapparatuur noodzakelijk (x 1 miljoen)
Als we 2 elektroden op de hoofdhuid plaatsen kunnen we tussen deze een potentiaalverschil meten van ongeveer 50
µV. dit signaal vertoont spontane oscillaties variërend van 0,5-30 Hz. Potentiaalverschil is gebaseerd op elektrische
stromen doorheen het EC milieu met spec. elektrische weerstand. De elektrische signalen zijn postsynaptische
potentialen opgewekt in de cortex (EPSPs en IPSPs), en thalamocorticale en cortico-corticale projecties.
Cerebrale cortex bestaat uit 6 lagen gekenmerkt door bep. typen
neuronen en connecties met andere hersengebieden.
1. Moleculaire laag 4. Interne granulaire laag
2. Externe granulaire laag 5. Interne piramidale laag
3. Externe piramidale laag 6. Multiforme laag
Connecties tussen corticale lagen hier weergegeven. Een EEG signaal
omvat vnl de activiteit van de grote piramidale cellen (met
cellichaam in laag 5). Deze ontvangen input vanuit de thalamus
en andere corticale gebieden.
, THALAMOCORTICALE PROJECTIES
Centrale plaats van de thalamus:
- Letterlijk: centrale ligging in de grote hersenen, waardoor de functie optimaal kan benut worden
- Figuurlijk: centraal schakelstation voor synaptische input.
L en R thalamus hebben een gespecialiseerde complexe opbouw van subkernen met eigen input en output richting
een specifiek corticaal gebied. De thalamus ontvangt veel vormen info uit de periferie: sensorische/motorisch,
limbische systeem, reticulair systeem (hersenstam)… Het reticulaire systeem of formatio reticularis is verantwoordelijk
voor regelen van activatietoestand van de hersenen (arousal) en slaap-waak regulatie.
In het EEG signaal zien we ritmiciteit. Oorsprong: de recurrente inhiberende circuits in de thalamus.
- Onder de subkernen zijn niet-specifieke kernen: projecteren niet richting cortex, beïnvloeden specifieke
kernen
- Beïnvloeden informatie flow richting de cortex, indirect dragen ze ook bij aan het EEG signaal.
- Bv. nucleus reticularis: ligt als schil rond thalamus, beïnvloedt info-stroom doorheen spec. kernen
Daarnaast vindt de ritmiciteit zijn oorsprong ook in oscillerende neuronen die aanwezig zijn in de thalamus. Dit zijn
neuronen die intrinsiek een bepaald ritme, volgens een bepaalde frequentie van bv. 7-10 Hz AP produceren.
INDELING VAN HERSENGOLVEN
EEG signaal is afk v/e groot aantal neuronen door de signalen op te tellen.
De timing van neurale vuring bepaalt de grootte van het signaal. Als alle
neuronen thv 1 elektrode synchroon actief zijn hoge amp, trage golf, lage
freq.
Als neuronen bezig zijn met het verwerken van signalen op versch
momenten zal je bij het optellen van de signalen een gedesynchroniseerd
signaal krijgen. Ze vuren op versch tijdstippen AP lage amplitude, snellere
golf, hoge freq
Dit is de basis van onderscheid tussen hersengolven. Ze worden ingedeeld
obv frequentie, dit is een weergave van de onderliggende neurale activiteit.
- Gamma golven = snelste golven, lage amplitude
- Delta golven = traagste golven, hoge amplitude
EEG analyse gebeurt door versch. parameters:
- Frequentie, amplitude, golfvorm, locus en verspreiding
- Manier van voorkomen (random, reeksen, continu)
- Reactiviteit (effect ogen openen, sensorische stimulatie)
- Interhemisferische coherentie in homologe gebieden
o Symmetrie voltage, frequentie, synchroniciteit van golven
- Tot 50% verschil linker-rechter hemisfeer in amplitude = normaal
o Normaal frequentie links = frequentie rechts
EEG GOLVEN
GAMMA GOLVEN (γ): 38-100 Hz
- Moeilijk meetbaar, vaak verstoord door elektrische activiteit van spierartefacten (contaminatie)
- Activiteit uitgebreide hersennetwerken (bv cortico - basal ganglia – thalamo - cortical loop)
- Cognitieve activiteit: aandacht, alertheid, werkgeheugen, perceptuele waarneming
- Volledig bewustzijn (conscious)
BÈTA GOLVEN (β): 12-38 Hz
