Elektrofyziologie: co to je a jak se vyšetřuje

Elektrofyziologie je zodpovědná za analýzu a studium elektrických procesů, které probíhají v různé orgány, tkáně a struktury našeho těla, jako je srdce, svaly nebo mozek. Jeho aplikace v klinické praxi nám pomáhá sledovat a diagnostikovat různé patologie a nemoci.

V tomto článku vysvětlujeme co je elektrofyziologie a z čeho se skládají hlavní techniky pro záznam elektrické aktivity.

• Související článek: "Části lidského mozku (a funkce)"

Co je elektrofyziologie?

Elektrofyziologie je věda, která studuje elektrické vlastnosti buněk a biologické tkáně organismu. Ačkoli nejznámější studie souvisí se srdečním systémem, měření (jako je změna napětí nebo elektrický proud) v jiných typech tělesných struktur, jako jsou svaly nebo mozek, pomocí elektrod, které měří aktivitu elektrický.

V polovině 19. století byl italský fyzik Carlo Matteuci jedním z prvních vědců, kteří zkoumali elektrické proudy u holubů. V roce 1893 švýcarský fyziolog Wilhelm His, známý jako zakladatel histologie a vynálezce mikrotomu (nástroje, který umožňuje analýzu biologické tkáně pod mikroskopem), za předpokladu nových poznatků v oblasti elektrofyziologie srdeční. A již v roce 1932 Holzmann a Scherf objevili a vynalezli elektrokardiogram.

V současné době, neurověda je živena výzkumem a pokroky v nových elektrofyziologických technikách které umožňují mikro (od jednoduchého iontového kanálu) a makro (až po celý mozek) analýzu mozkových struktur.

Pokrok ve znalostech fungování chování a nervového systému člověka vychází ze studií, ve kterých jsou zaznamenávány elektrické signály z jednotlivých neuronů a velkých neuronových skupin. V neuropsychologii se například snaží prozkoumat korelace mezi určitými oblastmi mozku a kognitivními funkcemi. nadřazené nebo určité chování, proto jsou techniky záznamu elektrické aktivity používané v elektrofyziologii takové Důležité.

Elektrické vlastnosti buněk

V elektrofyziologii, když mluvíme o studiu elektrických vlastností, odkazujeme na analýza toku iontů (atom nebo jejich skupina s elektrickým nábojem, který může být kladný nebo kationtový a záporný nebo aniont) a na klidový stav a aktivitu excitabilních buněk (neuronů, srdečních buněk, atd.).

Vzrušivost buňky je vlastnost, která jí umožňuje aktivně reagovat na aplikaci podnětu, tedy na jakoukoli energetickou změnu v prostředí. Tyto podněty mohou být více typů: mechanické, tepelné, zvukové, světelné atd. Například v neuronech jim tato excitabilita dává schopnost změnit svůj elektrický potenciál k přenosu tohoto nervového impulsupřes axon k dalším neuronům.

Membrána, která pokrývá buňku, reguluje průchod iontů zvenčí dovnitř, protože obsahují různé koncentrace iontů. Všechny buňky mají potenciálový rozdíl mezi vnitřkem a vnějškem buňky, nazývaný membránový potenciál, který je způsoben existencí gradienty koncentrace iontů na obou stranách membrány, stejně jako rozdíly v relativní permeabilitě buněčné membrány pro různé ionty současnost, dárek.

Kromě toho excitovatelné buňky plní své funkce produkováním elektrických signálů změny membránového potenciálu, klíčový pojem v elektrofyziologii. Tyto elektrické signály mohou být: krátké a velké amplitudy (jako jsou akční potenciály), odpovědné za rychlý přenos informací a na velké vzdálenosti; pomalejší a nižší napětí, s integrační funkcí; a nízkonapěťové (jako jsou synaptické potenciály), které jsou způsobeny synaptickým působením.

• Mohlo by vás zajímat: "Akční potenciál: co to je a jaké jsou jeho fáze?"

Typy elektrofyziologických odečtů

Záznam elektrické aktivity může probíhat v různých biologických tkáních a buňkách, stejně jako s různými elektrofyziologickými technikami.

Nejběžnější elektrofyziologické záznamy Patří mezi ně: elektrokardiogram, elektroencefalografie a elektromyografie. Dále si podrobněji vysvětlíme, z čeho se každý z nich skládá.

1. Elektrokardiogram

Elektrokardiogram (EKG) je elektrofyziologická technika, která je zodpovědná za záznam elektrické aktivity srdce. srdce, prostřednictvím studia změn napětí během určité doby (která obvykle nepřesahuje 30 sekundy). Na monitoru elektrokardiografu se obvykle zaznamenává graf, podobný televizní obrazovce.

Elektrickou aktivitu srdce shromážděnou na EKG lze pozorovat ve formě záznamu, který představuje různé vlny, které odpovídají dráze elektrických impulsů přes různé struktury zařízení srdeční.

Tento test je nutností pro studium srdečních problémů, jako jsou arytmie, srdeční onemocnění nebo akutní epizody koronárních onemocněníjako je infarkt myokardu.

EKG se provádí následovně:

• Pacient si lehne a elektrody se umístí na ruce, nohy a hrudník. Někdy je nutné místo vyčistit nebo oholit.
• Elektrokardiografické svody jsou připojeny ke kůži subjektu pomocí elektrod připojených ke kotníkům, zápěstím a hrudníku. Takto se elektrická aktivita shromažďuje z různých pozic.
• Osoba by měla zůstat uvolněná, tichá, s nehybnými pažemi a nohama as normálním rytmem dýchání.

2. Elektroencefalogram

Elektroencefalogram (EEG) je elektrofyziologická technika, která detekuje a zaznamenává elektrickou aktivitu v mozku, prostřednictvím malých elektrod upevněných na pokožce hlavy osoby. Tento test je neinvazivní a běžně se používá v neurovědách k pozorování a studiu fungování centrálního nervového systému a konkrétněji mozkové kůry.

Pomocí této techniky lze diagnostikovat neurologické změny, které naznačují onemocnění, jako je epilepsie, encefalopatie, narkolepsie, demence nebo neurodegenerativní onemocnění. Kromě toho EEG také umožňuje identifikovat normální a patologické rytmy mozkové aktivity jako vlny, které obvykle máme jak v bdělém stavu, tak ve spánku: alfa, beta, delta, theta a gama.

Tento test také často se používá při studiích spánkových fází (polysomnografie), k odhalení možných anomálií v záznamech cyklů pohybu očí rychlé (REM) a normální (NREM) spánkové cykly, stejně jako k detekci dalších možných poruch spánku sen.

EEG trvá přibližně 30 minut a lze jej provést v nemocnici nebo na neurofyziologickém oddělení. K jeho provedení se pacient posadí na židli a připojí se elektrody (mezi 15 a 25 senzory) na pokožku hlavy pomocí gelu na vlasy, aby byla zaznamenávána elektrická aktivita správně. A zatímco je člověk uvolněný, test se provádí.

• Mohlo by vás zajímat: "5 fází spánku: od pomalých vln po REM"

3. elektromyogram

Používaný postup je elektromyogram (EMG). ke studiu elektrické aktivity svalů a jejich nervových buněk nebo motorických neuronů. Tyto neurony přenášejí elektrické signály, které produkují svalovou aktivitu a kontrakci.

Elektrody jsou potřebné k provedení EMG a přikládají se na svaly, buď v klidu, nebo při cvičení. K detekci svalové odezvy je nutné zapíchnout malou jehlu, proto to může být někdy pro pacienta nepříjemné.

Jedinou komplikací tohoto testu je, že způsobuje mírné krvácení v místě zavedení elektrody, proto je nutné počítat s pacienty s poruchou koagulace nebo podstupujícími léčbu antikoagulant.

Další elektrofyziologickou technikou, která někdy doprovází EMG, je elektroneurografie, která studuje rychlost vedení vzruchů nervy. K tomu je nerv stimulován elektrickými impulsy nízké intenzity pomocí senzorů umístěných na kůži, které shromažďují odezva od ostatních senzorů umístěných v určité vzdálenosti, čímž se zaznamená, jak dlouho trvá, než dojde k reakci při jízdě z jedné strany na druhou. jiný.

Bibliografické odkazy:

• Gilman, S, a Winans, S. (1989). Principy klinické neuroanatomie a neurofyziologie. Druhé vydání. Moderní Manuál Editorial. Mexiko.
• Schmidt, R. F., Dudel, J., Jaenig, W., & Zimmermann, M. (2012). Základy neurofyziologie. Springer Science & Business Media.