電気生理学：その内容と調査方法

電気生理学は、体内で発生する電気的プロセスの分析と研究を担当しています。心臓、筋肉など、私たちの体のさまざまな臓器、組織、構造脳。臨床現場でのその適用は、さまざまな病状や疾患を観察および診断するのに役立ちます。

この記事では、 電気生理学とは そして、電気的活動を記録するための主な技術は何で構成されていますか。

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電気生理学とは

電気生理学は 生物の細胞と生体組織の電気特性を研究する科学. 最もよく知られている研究は心臓系に関するものですが、測定 (電圧の変化や活動を測定する電極を使用して、筋肉や脳などの他のタイプの身体構造に電流) 電気。

19 世紀半ば、イタリアの物理学者カルロ・マッテウチは、ハトの電流を研究した最初の科学者の 1 人でした。 1893 年、スイスの生理学者ヴィルヘルムヒスは、組織学の創始者であり、ミクロトーム ( 生体組織の切片を顕微鏡下で分析できるようにする）、電気生理学の分野での新しい発見を提供心臓。そしてすでに 1932 年に、ホルツマンとシェルフが心電図を発見し、発明しました。

現在、 神経科学は、新しい電気生理学的技術の研究と進歩によって養われています これにより、脳構造のミクロ (単純なイオンチャネルから) およびマクロ (完全な脳まで) 分析が可能になります。

行動の機能と人間の神経系に関する知識の進歩は、以下の研究に基づいています。 個々のニューロンおよび大規模なニューロングループからの電気信号が記録されます. たとえば、神経心理学では、脳の特定の領域と認知機能との相関関係を探ろうとします。したがって、電気生理学で使用される電気的活動の記録技術は非常に重要です。重要。

細胞の電気特性

電気生理学では、電気特性の研究について話すとき、 イオンフロー分析 (電荷を持つ原子またはそれらのグループで、正または陽イオン、および負または陰イオン) および興奮性細胞 (ニューロン、心臓細胞、等。）。

細胞の興奮性とは、刺激の適用、つまり環境内のあらゆるエネルギー変化に積極的に反応できるようにする特性です。これらの刺激には、機械的、熱的、音、光など、複数の種類があります。たとえば、ニューロンでは、この興奮性によって その電位を変化させてその神経インパルスを伝達する能力軸索を通って他のニューロンへ。

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細胞を覆う膜は、イオンの濃度が異なるため、外側から内側へのイオンの通過を調節します。すべての細胞は、膜電位と呼ばれる細胞の内側と外側との間に電位差を持っています。膜の両側のイオン濃度勾配、および異なるイオンに対する細胞膜の相対的透過性の違い現在。

さらに、興奮性細胞は、電気信号を生成することによって機能を実行します。 膜電位変化、電気生理学の重要な概念。これらの電気信号には、次のようなものがあります。短時間で振幅が大きく（活動電位など）、情報をすばやく長距離にわたって送信する役割を果たします。統合機能を備えた、より低速で低電圧。シナプス作用によって引き起こされる低電圧 (シナプス電位など)。

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電気生理学的測定値の種類

電気的活動の記録は、さまざまな生体組織や細胞、およびさまざまな電気生理学的手法で行うことができます。

最も一般的な電気生理学的記録 それらには、心電図、脳波、筋電図が含まれます。次に、それぞれの構成要素について詳しく説明します。

1. 心電図

心電図 (ECG) は、心臓の電気的活動を記録する電気生理学的手法です。心臓、特定の時間（通常は30を超えない）中の電圧変化の研究を通じて秒）。グラフは通常、心電計のテレビ画面に似たモニターに記録されます。

心電図で収集される心臓の電気的活動は、さまざまな状況を示すトレースの形で観察できます。デバイスのさまざまな構造を通る電気インパルスの経路に対応する波心臓。

このテストは必須です 不整脈、心臓病、または冠動脈疾患の急性エピソードなどの心臓の問題の研究用心筋梗塞など。

ECG は次のように実行されます。

患者は横になり、腕、脚、胸に電極が配置されます。場合によっては、その部分をきれいにしたり剃ったりする必要があります。
心電計のリード線は、足首、手首、および胸部に取り付けられた電極を介して被験者の皮膚に接続されています。これは、電気的活動がさまざまな位置から収集される方法です。
患者は、腕と脚を動かさず、正常な呼吸リズムで、リラックスして静かな状態を保つ必要があります。

2. 脳波

脳波 (EEG) は、 脳内の電気的活動を検出して記録する、人の頭皮に固定された小さな電極を通して。このテストは非侵襲的であり、中枢神経系、より具体的には大脳皮質の機能を観察および研究するために神経科学で一般的に使用されています。

この技術により、てんかん、脳症、ナルコレプシー、認知症、神経変性疾患などの疾患を示唆する神経学的変化を診断できます。さらに、脳波は脳活動の正常なリズムと病的なリズムを特定することも可能にします。私たちが通常、覚醒状態と睡眠状態の両方で持っている波のように: アルファ、ベータ、デルタ、シータ、ガンマ。

このテストも 睡眠相の研究でよく使われる (ポリソムノグラフィー)、眼球運動周期の記録で異常の可能性を検出する急速な (REM) および通常の (NREM) 睡眠サイクル、および他の可能な睡眠障害の検出夢。

EEG は約 30 分間持続し、病院または神経生理学ユニットで実行できます。それを実行するために、患者は椅子に座り、電極が取り付けられます (15 から 25 の間) 電気的活動が記録されるように、ヘアジェルを使用して頭皮にセンサー) 正しく。そしてリラックスした状態で検査を行います。

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3. 筋電図

筋電図（EMG）は、使用される手順です 筋肉とその神経細胞または運動ニューロンの電気的活動を研究する. これらのニューロンは、筋肉の活動と収縮を生み出す電気信号を送信します。

EMG を実行するには電極が必要であり、安静時または運動中に筋肉に配置されます。筋肉の反応を検出するには、小さな針を挿入する必要があるため、患者にとっては煩わしい場合があります。

このテストの唯一の複雑な点は、挿入部位で少量の出血が生じることです。したがって、凝固障害のある患者や治療中の患者を考慮する必要があります。抗凝固剤。

時々 EMG に付随する別の電気生理学的手法は次のとおりです。 神経を通るインパルスの伝導速度を研究する電気神経記録法. これを行うには、皮膚に配置されたセンサーを使用して、神経を低強度の電気インパルスで刺激します。離れた場所にある他のセンサーからの応答を記録し、片側から反対側に移動するときに応答が発生するまでにかかる時間を記録します。他の。

参考文献:

Gilman、S、およびWinans、S. (1989). 臨床神経解剖学と神経生理学の原則。第二版。モダンマニュアル編集。メキシコ。
シュミット、R. F.、Dudel、J.、Jaenig、W.、およびZimmermann、M. (2012). 神経生理学の基礎。スプリンガーサイエンス & ビジネスメディア。