ელექტროფიზიოლოგია: რა არის და როგორ არის გამოკვლეული

ელექტროფიზიოლოგია პასუხისმგებელია ელექტრული პროცესების ანალიზსა და შესწავლაზე ჩვენი სხეულის სხვადასხვა ორგანოები, ქსოვილები და სტრუქტურები, როგორიცაა გული, კუნთები ან ტვინი. კლინიკურ პრაქტიკაში მისი გამოყენება გვეხმარება სხვადასხვა პათოლოგიებისა და დაავადებების დაკვირვებასა და დიაგნოსტირებაში.

ამ სტატიაში ჩვენ განვმარტავთ რა არის ელექტროფიზიოლოგია და რისგან შედგება ელექტრული აქტივობის ჩაწერის ძირითადი ტექნიკა.

• დაკავშირებული სტატია: "ადამიანის ტვინის ნაწილები (და ფუნქციები)"

რა არის ელექტროფიზიოლოგია?

ელექტროფიზიოლოგია არის მეცნიერება, რომელიც სწავლობს უჯრედების ელექტრულ თვისებებს და ორგანიზმის ბიოლოგიურ ქსოვილს. მიუხედავად იმისა, რომ ყველაზე ცნობილი კვლევა დაკავშირებულია გულის სისტემასთან, გაზომვები (როგორიცაა ძაბვის ცვლილება ან ელექტრული დენი) სხეულის სხვა სტრუქტურებში, როგორიცაა კუნთები ან ტვინი, ელექტროდების გამოყენებით, რომლებიც ზომავენ აქტივობას ელექტრო.

მე-19 საუკუნის შუა ხანებში იტალიელი ფიზიკოსი კარლო მატეუჩი იყო ერთ-ერთი პირველი მეცნიერი, რომელმაც მტრედებში ელექტრული დენები შეისწავლა. 1893 წელს შვეიცარიელი ფიზიოლოგი ვილჰელმ ჰისი, რომელიც ცნობილია როგორც ჰისტოლოგიის ფუძემდებელი და მიკროტომის გამომგონებელი (ინსტრუმენტი, რომელიც საშუალებას იძლევა ბიოლოგიური ქსოვილის დაყოფა მიკროსკოპის ქვეშ გაანალიზდეს), რაც უზრუნველყოფს ახალ აღმოჩენებს ელექტროფიზიოლოგიის სფეროში გულის. და უკვე 1932 წელს ჰოლცმანმა და შერფმა აღმოაჩინეს და გამოიგონეს ელექტროკარდიოგრამა.

ამჟამად, ნეირომეცნიერება საზრდოობს კვლევებით და ახალი ელექტროფიზიოლოგიური ტექნიკის მიღწევებით რაც საშუალებას აძლევს თავის ტვინის სტრუქტურების მიკრო (მარტივი იონური არხიდან) და მაკრო (სრულ ტვინამდე) ანალიზს.

ქცევისა და ადამიანის ნერვული სისტემის ფუნქციონირების ცოდნის მიღწევები ეფუძნება კვლევებს, რომელშიც ფიქსირდება ელექტრული სიგნალები ცალკეული ნეირონებიდან და ფართომასშტაბიანი ნეირონების ჯგუფებიდან. მაგალითად, ნეიროფსიქოლოგიაში ის ცდილობს გამოიკვლიოს კორელაციები ტვინის გარკვეულ სფეროებსა და კოგნიტურ ფუნქციებს შორის. უფროსები ან გარკვეული ქცევები, ამიტომ ელექტროფიზიოლოგიაში გამოყენებული ელექტრული აქტივობის ჩაწერის ტექნიკა ასეა მნიშვნელოვანი.

უჯრედების ელექტრული თვისებები

ელექტროფიზიოლოგიაში, როდესაც ვსაუბრობთ ელექტრული თვისებების შესწავლაზე, ვგულისხმობთ იონური ნაკადის ანალიზი (ატომი ან მათი ჯგუფი ელექტრული მუხტით, რომელიც შეიძლება იყოს დადებითი ან კატიონი და უარყოფითი ან ანიონი) და აღგზნებადი უჯრედების დასვენებისა და აქტივობის მდგომარეობამდე (ნეირონები, გულის უჯრედები, და ა.შ.).

უჯრედის აგზნებადობა არის თვისება, რომელიც საშუალებას აძლევს მას აქტიური რეაგირება მოახდინოს სტიმულის გამოყენებაზე, ანუ გარემოში არსებულ ნებისმიერ ენერგეტიკულ ცვალებადობაზე. ეს სტიმული შეიძლება იყოს მრავალი სახის: მექანიკური, თერმული, ხმოვანი, მსუბუქი და ა.შ. მაგალითად, ნეირონებში ეს აგზნებადობა აძლევს მათ უნარი შეცვალოს მისი ელექტრული პოტენციალი ამ ნერვული იმპულსის გადასაცემადაქსონის მეშვეობით სხვა ნეირონებამდე.

მემბრანა, რომელიც ფარავს უჯრედს, არეგულირებს იონების გადასვლას გარედან შიგნით, რადგან ისინი შეიცავს მათ სხვადასხვა კონცენტრაციას. ყველა უჯრედს აქვს პოტენციური განსხვავება უჯრედის შიგნითა და გარეს შორის, რომელსაც ეწოდება მემბრანული პოტენციალი, რაც გამოწვეულია იონური კონცენტრაციის გრადიენტები მემბრანის ორივე მხარეს, ასევე განსხვავებები უჯრედის მემბრანის შედარებით გამტარიანობაში სხვადასხვა იონების მიმართ აწმყო.

გარდა ამისა, აგზნებადი უჯრედები ასრულებენ თავიანთ ფუნქციებს ელექტრული სიგნალების წარმოქმნით მემბრანის პოტენციალის ცვლილებები, საკვანძო ცნება ელექტროფიზიოლოგიაში. ეს ელექტრული სიგნალები შეიძლება იყოს: მოკლე და დიდი ამპლიტუდის (როგორიცაა მოქმედების პოტენციალი), პასუხისმგებელი ინფორმაციის სწრაფად და დიდ მანძილზე გადაცემაზე; ნელი და დაბალი ძაბვა, ინტეგრირების ფუნქციით; და დაბალი ძაბვის (როგორიცაა სინაფსური პოტენციალი), რომლებიც გამოწვეულია სინაფსური მოქმედებით.

• შეიძლება დაგაინტერესოთ: "მოქმედების პოტენციალი: რა არის და რა ფაზები აქვს?"

ელექტროფიზიოლოგიური წაკითხვის სახეები

ელექტრული აქტივობის ჩაწერა შეიძლება მოხდეს სხვადასხვა ბიოლოგიურ ქსოვილებსა და უჯრედებში, ასევე სხვადასხვა ელექტროფიზიოლოგიური ტექნიკით.

ყველაზე გავრცელებული ელექტროფიზიოლოგიური ჩანაწერები მათ შორისაა: ელექტროკარდიოგრაფია, ელექტროენცეფალოგრაფია და ელექტრომიოგრაფია. შემდეგი, ჩვენ უფრო დეტალურად განვმარტავთ, რისგან შედგება თითოეული მათგანი.

1. ელექტროკარდიოგრაფია

ელექტროკარდიოგრამა (ეკგ) არის ელექტროფიზიოლოგიური ტექნიკა, რომელიც პასუხისმგებელია გულის ელექტრული აქტივობის აღრიცხვაზე. გული, გარკვეული დროის განმავლობაში ძაბვის ცვლილებების შესწავლის გზით (რომელიც ჩვეულებრივ არ აღემატება 30-ს წამი). დიაგრამა, როგორც წესი, იწერება მონიტორზე, ელექტროკარდიოგრაფის სატელევიზიო ეკრანის მსგავსი.

გულის ელექტრული აქტივობა, რომელიც გროვდება ეკგ-ზე, შეიძლება დაფიქსირდეს ტრასირების სახით, რომელიც ასახავს სხვადასხვა ტალღები, რომლებიც შეესაბამება ელექტრული იმპულსების გზას მოწყობილობის სხვადასხვა სტრუქტურებში გულის.

ეს ტესტი აუცილებელია გულის პრობლემების შესასწავლად, როგორიცაა არითმიები, გულის დაავადება ან მწვავე ეპიზოდები კორონარული დაავადების დროსროგორიცაა მიოკარდიუმის ინფარქტი.

ეკგ ტარდება შემდეგნაირად:

• პაციენტი წევს და ელექტროდებს ათავსებენ მკლავებზე, ფეხებსა და მკერდზე. ზოგჯერ საჭიროა ადგილის გაწმენდა ან გაპარსვა.
• ელექტროკარდიოგრაფის მილები უკავშირდება სუბიექტის კანს ტერფებზე, მაჯებზე და მკერდზე დამაგრებული ელექტროდების მეშვეობით. ასე გროვდება ელექტრული აქტივობა სხვადასხვა პოზიციიდან.
• ადამიანი უნდა იყოს მოდუნებული, მშვიდი, ხელებითა და ფეხებით უმოძრაო და ნორმალური სუნთქვის რიტმით.

2. ელექტროენცეფალოგრამა

ელექტროენცეფალოგრამა (EEG) არის ელექტროფიზიოლოგიური ტექნიკა, რომელიც აღმოაჩენს და აღრიცხავს თავის ტვინში ელექტრო აქტივობას, პირის სკალპზე დამაგრებული პატარა ელექტროდების მეშვეობით. ეს ტესტი არაინვაზიურია და ჩვეულებრივ გამოიყენება ნეირომეცნიერებაში ცენტრალური ნერვული სისტემის და, უფრო კონკრეტულად, ცერებრალური ქერქის ფუნქციონირების დასაკვირვებლად და შესასწავლად.

ამ ტექნიკით შესაძლებელია ნევროლოგიური ცვლილებების დიაგნოსტირება, რომლებიც მიუთითებს ისეთ დაავადებებზე, როგორიცაა ეპილეფსია, ენცეფალოპათია, ნარკოლეფსია, დემენცია ან ნეიროდეგენერაციული დაავადებები. გარდა ამისა, EEG ასევე შესაძლებელს ხდის ტვინის აქტივობის ნორმალური და პათოლოგიური რითმების იდენტიფიცირებას ტალღების მსგავსად, რომლებიც ჩვეულებრივ გვაქვს როგორც სიფხიზლის, ასევე ძილის დროს: ალფა, ბეტა, დელტა, თეტა და გამა.

ეს ტესტიც ხშირად გამოიყენება ძილის ფაზების კვლევებში (პოლისომნოგრაფია), თვალის მოძრაობის ციკლების ჩანაწერებში შესაძლო ანომალიების გამოსავლენად სწრაფი (REM) და ნორმალური (NREM) ძილის ციკლები, ასევე ძილის სხვა შესაძლო დარღვევების გამოვლენა ოცნება.

EEG გრძელდება დაახლოებით 30 წუთი და შეიძლება ჩატარდეს საავადმყოფოში ან ნეიროფიზიოლოგიის განყოფილებაში. მის შესასრულებლად, პაციენტი ზის სკამზე და ელექტროდები მიმაგრებულია (15-დან 25-მდე სენსორები) სკალპზე, თმის გელის გამოყენებით, რათა დაფიქსირდეს ელექტრული აქტივობა სწორად. და სანამ ადამიანი მოდუნებულია, ტესტი ტარდება.

• შეიძლება დაგაინტერესოთ: "ძილის 5 ფაზა: ნელი ტალღებიდან REM-მდე"

3. ელექტრომიოგრამა

ელექტრომიოგრამა (EMG) არის პროცედურა, რომელიც გამოიყენება კუნთების და მათი ნერვული უჯრედების ან საავტომობილო ნეირონების ელექტრული აქტივობის შესასწავლად. ეს ნეირონები გადასცემენ ელექტრულ სიგნალებს, რომლებიც წარმოქმნიან კუნთების აქტივობას და შეკუმშვას.

ელექტროდები საჭიროა EMG-ს შესასრულებლად და მოთავსებულია კუნთებზე, მოსვენების დროს ან ვარჯიშის დროს. კუნთოვანი პასუხის გამოსავლენად საჭიროა პატარა ნემსის ჩასმა, რის გამოც ის ზოგჯერ შეიძლება იყოს შემაშფოთებელი პაციენტისთვის.

ამ ტესტის ერთადერთი გართულება არის ის, რომ ის იწვევს მცირე სისხლდენას ჩასმის ადგილას ელექტროდი, ამიტომ აუცილებელია გავითვალისწინოთ პაციენტები კოაგულაციის დარღვევით ან გადიან მკურნალობას ანტიკოაგულანტი.

ელექტროფიზიოლოგიის კიდევ ერთი ტექნიკა, რომელიც ზოგჯერ თან ახლავს EMG არის ელექტრონევროგრაფია, რომელიც სწავლობს ნერვების მეშვეობით იმპულსების გატარების სიჩქარეს. ამისათვის ნერვის სტიმულირება ხდება დაბალი ინტენსივობის ელექტრული იმპულსებით, კანზე განთავსებული სენსორების გამოყენებით, რომლებიც აგროვებენ რეაგირება სხვა სენსორებისგან, რომლებიც მდებარეობს მანძილზე, რითაც აღირიცხება რამდენი ხანი სჭირდება რეაგირებას ერთი მხრიდან მეორეზე მოძრაობისას. სხვა.

ბიბლიოგრაფიული ცნობები:

• გილმანი, ს და ვინანსი, ს. (1989). კლინიკური ნეიროანატომიის და ნეიროფიზიოლოგიის პრინციპები. Მეორე გამოცემა. თანამედროვე სახელმძღვანელო სარედაქციო. მექსიკა.
• შმიდტი, რ. F., Dudel, J., Jaenig, W., & Zimmermann, M. (2012). ნეიროფიზიოლოგიის საფუძვლები. Springer Science & Business Media.