Izsauktā potenciāla amplitūda mēdz būt zema, sākot no mazāk nekā viena mikrovoltu līdz dažiem, salīdzinot ar desmitiem mikrovoltu elektroencefalogrāfijai (EEG), milivoltiem elektromiogrāfijai (EMG) un bieži vien tuvu 20 milivoltiem elektrokardiogrammai (EKG). Signāla vidējā noteikšana parasti ir nepieciešama, lai atrisinātu šos zemās amplitūdas potenciālus, ņemot vērā notiekošos EEG, EKG, EMG un citus bioloģiskos signālus un apkārtējos trokšņus. Signālam ir noteikts stimulēšanas laiks, un lielākā daļa trokšņu ir nejauši, ļaujot atkārtotām atbildēm aprēķināt vidējo troksni.
Impulsi un signāli
Signālus var reģistrēt no smadzeņu garozas, smadzeņu stumbra, muguras smadzenēm un perifērajiem nerviem. Parasti termins "izsauktais potenciāls" ir rezervēts reakcijām, kas ietver centrālās nervu sistēmas struktūru ierakstīšanu vai stimulāciju.sistēmas. Tādējādi nervu vadīšanas pētījumos izmantotie kompleksie motora vai sensorā nerva izraisītie potenciāli parasti netiek uzskatīti par izraisītiem potenciāliem, lai gan tie atbilst iepriekš sniegtajai definīcijai.
Sensoriski izraisīti potenciāli
Tie tiek reģistrēti no centrālās nervu sistēmas pēc sensorās stimulācijas, piemēram, vizuāli radīti potenciāli mirgojošas gaismas vai monitora mainīgas shēmas dēļ, dzirdes potenciāls, ko izraisa klikšķis vai toņa stimuls, ko rada austiņas, vai taustes. vai somatosensorais potenciāls, ko izraisa taustes vai elektriskās stimulācijas juteklis vai jaukts nervs perifērijā. Sensorie izsauktie potenciāli ir plaši izmantoti klīniskās diagnostikas medicīnā kopš 1970. gadiem, kā arī intraoperatīvā neirofizioloģiskā uzraudzībā, kas pazīstama kā ķirurģiskā neirofizioloģija. Pateicoties viņai, izsaukto potenciālu metode kļuva par realitāti.
Skatījumi
Plaši klīniskā lietošanā ir divu veidu izraisīti potenciāli:
- Skaņas izraisīti potenciāli, kas parasti tiek reģistrēti galvas ādā, bet rodas smadzeņu stumbra līmenī.
- Vizuāli izsaukti potenciāli un somatosensoriski izraisīti potenciāli, kas rodas perifērā nerva elektriskās stimulācijas rezultātā.
Anomālijas
Longs un Alens ziņoja par anomālijāmsmadzeņu potenciāls (BAEP), ko izraisa dzirdes potenciāls alkoholiķei sievietei, kas atgūstas no iegūtā centrālās hipoventilācijas sindroma. Šie pētnieki izvirzīja hipotēzi, ka viņu pacientes smadzeņu stumbrs ir saindēts, bet nav iznīcinājis viņas hroniskā alkoholisma dēļ. Smadzeņu izraisīto potenciālu metode ļauj viegli diagnosticēt šādas lietas.
Vispārīga definīcija
Izsauktais potenciāls ir smadzeņu elektriskā reakcija uz maņu stimulu. Regans izveidoja analogo Furjē sērijas analizatoru, lai ierakstītu potenciālās harmonikas mirgojošā (sinusoidāli modulētā) gaismā. Tā vietā, lai integrētu sinusa un kosinusa produktus, Regans caur zemas caurlaidības filtriem ievadīja signālus uz divu procesoru ierakstītāju. Tas ļāva viņam pierādīt, ka smadzenes ir sasniegušas līdzsvara stāvokli, kurā reakcijas harmoniku (frekvences komponentu) amplitūda un fāze laika gaitā bija aptuveni nemainīgas. Pēc analoģijas ar rezonanses ķēdes līdzsvara stāvokļa reakciju, kas seko sākotnējai pārejošai reakcijai, viņš idealizēto līdzsvara stāvokļa izraisīto potenciālu definēja kā reakcijas veidu uz atkārtotu sensoro stimulāciju, kurā reakcijas frekvences komponenti laika gaitā paliek nemainīgi amplitūdā un fāze.
Lai gan šī definīcija ietver virkni identisku laika viļņu formu, ir lietderīgāk definēt izsauktā potenciāla metodi (SSEP) frekvenču komponentu izteiksmē, kas ir alternatīvs viļņu formas apraksts laika domēnā,jo dažādām frekvences sastāvdaļām var būt pilnīgi atšķirīgas īpašības. Piemēram, augstfrekvences SSEP mirgošanas (kas maksimums ir aptuveni 40–50 Hz) īpašības atbilst vēlāk atklāto magnocelulāro neironu īpašībām makaka pērtiķa tīklenē, savukārt vidējas frekvences SSEP mirgo (kas sasniedz maksimumu plkst. apmēram 15–20 Hz) atbilst parvocelulāro neironu frekvencēm. Tā kā SSEP var pilnībā aprakstīt katras frekvences komponentes amplitūdas un fāzes izteiksmē, tas tiek kvantificēts daudz unikālāk nekā vidējais pārejas izraisītais potenciāls.
Neirofizioloģiskais aspekts
Dažreiz tiek teikts, ka SSEP tiek iegūti, izmantojot stimulus ar augstu atkārtošanās ātrumu, taču tas ne vienmēr ir pareizi. Principā sinusoidāli modulēts stimuls var izraisīt SSEP pat tad, ja tā atkārtošanās ātrums ir zems. SSEP augstfrekvences izplatības dēļ augstas frekvences stimulēšana var radīt gandrīz sinusoidālu SSEP viļņu formu, taču tā nav SSEP definīcija. Izmantojot tālummaiņas-FFT, lai ierakstītu SSEP ar teorētisko spektrālās izšķirtspējas robežu ΔF (kur ΔF Hz ir ierakstīšanas ilguma apgrieztā vērtība sekundēs), Regans atklāja, ka SSEP amplitūdas fāzes mainīgums var būt diezgan mazs. SSEP frekvenču komponentu joslas platums var būt pie spektrālās izšķirtspējas teorētiskās robežas līdz vismaz 500 sekundēm no ierakstīšanas ilguma (šajā gadījumā 0,002 Hz). Tas viss ir daļa no izsauktās potenciāla metodes.
Nozīme un pielietojums
Šī metode ļauj vienlaikus ierakstīt vairākus (piemēram, četrus) SSEP no jebkuras noteiktas vietas uz skalpa. Dažādas stimulācijas vietas vai dažādus stimulus var atzīmēt ar nedaudz atšķirīgām frekvencēm, kas ir gandrīz identiskas smadzeņu frekvencēm (aprēķinātas, izmantojot smadzeņu izraisītā potenciāla metodi), taču tās viegli atdala ar Furjē sērijas analizatoriem.
Piemēram, ja divi nepatentēti gaismas avoti tiek modulēti vairākās dažādās frekvencēs (F1 un F2) un tiek uzlikti viens otram, SSEP tiek izveidoti vairāki nelineāras frekvences šķērsmodulācijas komponenti (mF1 ± nF2)., kur m un n ir veseli skaitļi. Šie komponenti ļauj izpētīt nelineāro apstrādi smadzenēs. Atzīmējot divu pārklājošo režģu frekvenci, var izolēt un izpētīt smadzeņu mehānismu telpiskās frekvences un orientācijas regulēšanas īpašības, kas apstrādā telpisko formu.
Var marķēt arī dažādu maņu modalitātes stimulus. Piemēram, vizuālais stimuls mirgoja ar Fv Hz, un vienlaikus tika parādīts dzirdes tonis, kas tika modulēts ar Fa Hz. Komponenta (2Fv + 2Fa) esamība izraisītajā smadzeņu magnētiskajā reakcijā parādīja audiovizuālās konverģences zonu cilvēka smadzenēs, un reakcijas sadalījums pa galvu ļāva lokalizēt šo smadzeņu zonu.. Nesen frekvenču marķēšana ir paplašinājusies no sensorās apstrādes pētījumiem līdz selektīviem uzmanības un apziņas pētījumiem.
Slaucīšana
Slaucīšanas metodeir izsauktā potenciāla metodes pasuga vp. Piemēram, reakcijas amplitūdas diagrammu pret stimula šaha tabulas lielumu var iegūt 10 sekundēs, kas ir daudz ātrāk nekā vidējā laika noteikšana, lai reģistrētu izsaukto potenciālu katram no vairākiem kontroles izmēriem.
Shēma
Sākotnējā šīs tehnikas demonstrācijā sinusa un kosinusa produkti tika ievadīti caur zemas caurlaidības filtriem (kā SSEP ierakstā), vienlaikus skatot smalku testa ķēdi, kuras melnb altie kvadrāti mainījās sešas reizes sekundē. Pēc tam kvadrātu lielums tika pakāpeniski palielināts, lai iegūtu izsauktās potenciālās amplitūdas un kontroles lieluma diagrammu (tātad vārds "slaucīšana"). Turpmākie autori ieviesa slaucīšanas paņēmienu, izmantojot datora programmatūru, lai palielinātu režģa telpisko frekvenci, veicot virkni mazu darbību, un aprēķinātu laika domēna vidējo vērtību katrai diskrētai telpiskajai frekvencei.
Var pietikt ar vienu slaucīšanu, vai arī var būt nepieciešams noteikt grafiku vidējo vērtību vairākos slaucienos. Vidēji veicot 16 slaucīšanas, signāla un trokšņa attiecību diagrammā var uzlabot četras reizes. Slaucīšanas tehnika ir izrādījusies noderīga, lai izmērītu ātri pielāgojošus vizuālos procesus, kā arī reģistrētu bērnus, kur ilgums noteikti ir īss. Norsija un Tailers izmantoja tehniku, lai dokumentētu redzes asuma attīstību unkontrasta jutība pirmajos dzīves gados. Viņi uzsvēra, ka, diagnosticējot patoloģisku redzes attīstību, jo precīzākas ir attīstības normas, jo skaidrāk var atšķirt patoloģisku un normālu, un šim nolūkam lielā bērnu grupā ir dokumentēta normāla redzes attīstība. Daudzus gadus slaucīšanas tehnika ir izmantota bērnu oftalmoloģijas klīnikās (elektrodiagnostikas veidā) visā pasaulē.
Metodes priekšrocības
Mēs jau runājām par izsauktā potenciāla metodes būtību, tagad ir vērts runāt par tās priekšrocībām. Šis paņēmiens ļauj SSEP tieši kontrolēt stimulu, kas izraisa SSEP, bez eksperimentālā subjekta apzinātas iejaukšanās. Piemēram, SSEP mainīgo vidējo var sakārtot tā, lai palielinātu šaha laukuma stimula spilgtumu, ja SSEP amplitūda nokrītas zem kādas iepriekš noteiktas vērtības, un samazinātu spilgtumu, ja tā paaugstinās virs šīs vērtības. Pēc tam SSEP amplitūda svārstās ap šo iestatīto vērtību. Tagad stimula viļņa garums (krāsa) pakāpeniski mainās. Iegūtais stimula spilgtuma atkarības no viļņa garuma grafiks ir vizuālās sistēmas spektrālās jutības grafiks. Izsaukto potenciālu (VP) metodes būtība nav atdalāma no grafikiem un diagrammām.
Elektroencefalogrammas
1934. gadā Adrians un Metjū pamanīja, ka ar gaismas stimulāciju var novērot iespējamās izmaiņas pakauša EEG. Dr Cyganek izstrādāja pirmo pakauša EEG komponentu nomenklatūru 1961. gadā. Tajā pašā gadā Hiršs unviņa kolēģi reģistrēja vizuāli izraisītu potenciālu (VEP) uz pakauša daivas (ārpusē un iekšpusē). 1965. gadā Spēlmans izmantoja šaha galda stimulāciju, lai aprakstītu cilvēka WEP. Shikla un kolēģi ir pabeiguši mēģinājumu lokalizēt struktūras primārajā vizuālajā ceļā. Hallidejs un kolēģi pabeidza pirmos klīniskos pētījumus, reģistrējot aizkavētus VEP pacientam ar retrobulbāro neirītu 1972. gadā. No 20. gadsimta 70. gadiem līdz mūsdienām ir veikts liels skaits plašu pētījumu, lai uzlabotu procedūras un teorijas, un šī metode ir pārbaudīta arī uz dzīvniekiem.
Trūkumi
Izkliedētas gaismas stimulus mūsdienās izmanto reti, jo ir liela atšķirība gan subjektu ietvaros, gan starp tiem. Tomēr šis veids ir izdevīgs, pārbaudot zīdaiņus, dzīvniekus vai cilvēkus ar sliktu redzes asumu. Šaha un režģu rakstos tiek izmantoti attiecīgi gaiši un tumši kvadrāti un svītras. Šie kvadrāti un svītras ir vienāda izmēra un tiek parādīti pa vienam datora ekrānā (kā daļa no izsauktā potenciāla metodes).
Elektrodu novietojums ir ārkārtīgi svarīgs, lai iegūtu labu VEP reakciju bez artefaktiem. Tipiskā (viena kanāla) iestatījumā viens elektrods atrodas 2,5 cm virs jona un atsauces elektrods atrodas pie Fz. Lai iegūtu detalizētāku atbildi, divus papildu elektrodus var novietot 2,5 cm pa labi un pa kreisi no unces.
Smadzeņu izraisīto potenciālu dzirdes metode
Viņš varizmanto, lai izsekotu signālam, ko ģenerē skaņa pa augšupejošu dzirdes ceļu. Izraisītais potenciāls tiek ģenerēts gliemežnīcā, iet caur kohleāro nervu, caur kohleāro kodolu, augstāko olīvu kompleksu, laterālo lemniscus, uz zemāko colliculus vidussmadzenēs, uz mediālo geniculate ķermeni un visbeidzot uz smadzeņu garozu. Šādi darbojas centrālās nervu sistēmas izsaukto potenciālu metode, kas tiek veikta ar skaņas palīdzību.
Skaņas izraisītie potenciāli (AEP) ir ar notikumiem saistīto potenciālu (ERP) apakšklase. ERP ir smadzeņu reakcijas, kas ir saistītas ar laiku, piemēram, maņu stimulu, garīgu notikumu (mērķa stimula atpazīšana) vai stimula izlaišanu. Attiecībā uz AEP "notikums" ir skaņa. AEP (un ERP) ir ļoti mazs elektriskā sprieguma potenciāls, kas rodas no smadzenēm un tiek reģistrēts no galvas ādas, reaģējot uz dzirdes stimuliem, piemēram, dažādiem toņiem, runas skaņām utt.
Smadzeņu stumbra dzirdes izraisītie potenciāli ir nelieli AEP, kas tiek reģistrēti, reaģējot uz dzirdes stimulu no elektrodiem, kas novietoti uz skalpa.
AEP izmanto, lai novērtētu dzirdes funkciju un neiroplastiskumu. Tos var izmantot, lai diagnosticētu mācīšanās traucējumus bērniem, palīdzot izstrādāt specializētas izglītības programmas cilvēkiem ar dzirdes vai izziņas problēmām. Klīniskās psiholoģijas ietvaros izsaukto potenciālu metodi izmanto diezgan bieži.
