Elektrofiziologija: kas tai yra ir kaip ji tiriama

Elektrofiziologija yra atsakinga už vykstančių elektrinių procesų analizę ir tyrimą įvairių mūsų kūno organų, audinių ir struktūrų, tokių kaip širdis, raumenys ar smegenys. Jo taikymas klinikinėje praktikoje padeda stebėti ir diagnozuoti įvairias patologijas ir ligas.

Šiame straipsnyje mes paaiškiname kas yra elektrofiziologija ir iš ko susideda pagrindiniai elektrinio aktyvumo registravimo būdai.

• Susijęs straipsnis: "Žmogaus smegenų dalys (ir funkcijos)"

Kas yra elektrofiziologija?

Elektrofiziologija yra mokslas, tiriantis elektrines ląstelių ir organizmo biologinio audinio savybes. Nors geriausiai žinomas tyrimas yra susijęs su širdies sistema, matavimai (pvz., įtampos pokytis ar elektros srovė) kitų tipų kūno struktūrose, pvz., raumenyse ar smegenyse, naudojant elektrodus, matuojančius aktyvumą. elektrinis.

XIX amžiaus viduryje italų fizikas Carlo Matteuci buvo vienas pirmųjų mokslininkų, tyrinėjusių balandžių elektros sroves. 1893 m. šveicarų fiziologas Vilhelmas Hisas, išgarsėjęs kaip histologijos pradininkas ir mikrotomo (instrumento, leidžia mikroskopu analizuoti biologinius audinius), pateikė naujų išvadų elektrofiziologijos srityje. širdies. Ir jau 1932 m. Holzmannas ir Scherfas atrado ir išrado elektrokardiogramą.

Šiuo metu, neuromokslai yra maitinami mokslinių tyrimų ir naujų elektrofiziologinių metodų pažangos kurios leidžia atlikti smegenų struktūrų mikro (iš paprasto jonų kanalo) ir makro (iki pilnų smegenų) analizę.

Žinių apie elgesio ir žmogaus nervų sistemos funkcionavimą pažanga grindžiama tyrimais, kuriuose registruojami atskirų neuronų ir didelio masto neuronų grupių elektriniai signalai. Pavyzdžiui, neuropsichologijoje ji siekia ištirti tam tikrų smegenų sričių ir pažinimo funkcijų sąsajas. viršininkai ar tam tikras elgesys, todėl elektrofiziologijoje naudojami elektrinio aktyvumo registravimo metodai yra tokie svarbu.

Ląstelių elektrinės savybės

Elektrofiziologijoje, kai kalbame apie elektrinių savybių tyrimą, mes kalbame apie jonų srauto analizė (atomas arba jų grupė su elektriniu krūviu, kuris gali būti teigiamas arba katijonas ir neigiamas arba anijonas) ir ramybės būseną bei sužadinamų ląstelių (neuronų, širdies ląstelių, ir tt).

Ląstelės jaudrumas yra savybė, leidžianti jai aktyviai reaguoti į dirgiklio taikymą, tai yra, bet kokius energetinius aplinkos pokyčius. Šie dirgikliai gali būti kelių tipų: mechaniniai, terminiai, garsiniai, šviesos ir kt. Pavyzdžiui, neuronuose šis jaudrumas jiems suteikia gebėjimas pakeisti savo elektrinį potencialą perduoti tą nervinį impulsąper aksoną į kitus neuronus.

Ląstelę dengianti membrana reguliuoja jonų judėjimą iš išorės į vidų, nes juose yra skirtingos jų koncentracijos. Visos ląstelės turi potencialų skirtumą tarp ląstelės vidaus ir išorės, vadinamą membranos potencialu, kuris atsiranda dėl to, kad jonų koncentracijos gradientai abiejose membranos pusėse, taip pat santykinio ląstelės membranos pralaidumo skirtingiems jonams skirtumai pateikti.

Be to, jaudinamos ląstelės atlieka savo funkcijas gamindamos elektrinius signalus membranos potencialo pokyčiai, pagrindinė elektrofiziologijos sąvoka. Šie elektriniai signalai gali būti: trumpi ir didelės amplitudės (pavyzdžiui, veikimo potencialai), atsakingi už greitą informacijos perdavimą dideliais atstumais; lėtesnė ir žemesnė įtampa, su integravimo funkcija; ir žemos įtampos (pvz., sinapsiniai potencialai), kuriuos sukelia sinapsinis veiksmas.

• Galbūt jus domina: "Veiksmo potencialas: kas tai yra ir kokios jo fazės?"

Elektrofiziologinių rodmenų tipai

Elektrinis aktyvumas gali būti registruojamas skirtinguose biologiniuose audiniuose ir ląstelėse, taip pat naudojant skirtingus elektrofiziologijos metodus.

Dažniausiai pasitaikantys elektrofiziologiniai įrašai Tai apima: elektrokardiogramą, elektroencefalografiją ir elektromiografiją. Toliau mes išsamiau paaiškiname, iš ko susideda kiekvienas iš jų.

1. Elektrokardiograma

Elektrokardiograma (EKG) yra elektrofiziologijos metodas, atsakingas už širdies elektrinio aktyvumo registravimą. širdies, tiriant įtampos pokyčius per tam tikrą laiką (kuris paprastai neviršija 30 sekundės). Grafikas paprastai įrašomas į elektrokardiografo monitorių, panašų į televizoriaus ekraną.

Širdies elektrinis aktyvumas, surinktas EKG, gali būti stebimas kaip kitoks pėdsakas. bangos, atitinkančios elektrinių impulsų kelią per skirtingas prietaiso struktūras širdies.

Šis testas yra būtinas širdies problemų, tokių kaip aritmija, širdies liga arba ūminiai koronarinės ligos epizodai, tirtipavyzdžiui, miokardo infarktas.

EKG atliekama taip:

• Pacientas atsigula, ant rankų, kojų ir krūtinės uždedami elektrodai. Kartais reikia nuvalyti ar nuskusti vietą.
• Elektrokardiografo laidai yra prijungti prie tiriamojo odos per elektrodus, pritvirtintus prie kulkšnių, riešų ir krūtinės. Taip elektrinis aktyvumas surenkamas iš skirtingų padėčių.
• Asmuo turi likti atsipalaidavęs, tylus, nejudančiomis rankomis ir kojomis bei normaliu kvėpavimo ritmu.

2. Elektroencefalograma

Elektroencefalograma (EEG) yra elektrofiziologijos metodas, kuris nustato ir registruoja elektrinį aktyvumą smegenyse, per mažus elektrodus, pritvirtintus ant žmogaus galvos. Šis testas yra neinvazinis ir dažniausiai naudojamas neuromoksle, siekiant stebėti ir tirti centrinės nervų sistemos ir, konkrečiau, smegenų žievės, funkcionavimą.

Taikant šį metodą, galima diagnozuoti neurologinius pakitimus, rodančius tokias ligas kaip epilepsija, encefalopatija, narkolepsija, demencija ar neurodegeneracinės ligos. Be to, EEG taip pat leidžia nustatyti normalų ir patologinį smegenų veiklos ritmą kaip bangos, kurias paprastai turime ir budėdami, ir miegodami: alfa, beta, delta, teta ir gama.

Šis testas taip pat dažnai naudojamas tiriant miego fazes (polisomnografija), siekiant nustatyti galimas akių judesių ciklų įrašų anomalijas greitą (REM) ir normalų (NREM) miego ciklus, taip pat aptikti kitus galimus miego sutrikimus svajonė.

EEG trunka apie 30 minučių ir gali būti atliekama ligoninėje arba neurofiziologijos skyriuje. Norėdami tai atlikti, pacientas atsisėda ant kėdės ir pritvirtina elektrodus (nuo 15 iki 25 jutikliais) į galvos odą, naudojant plaukų gelį, kad būtų registruojamas elektrinis aktyvumas teisingai. O kol žmogus atsipalaidavęs, atliekamas testas.

• Galbūt jus domina: "5 miego fazės: nuo lėtųjų bangų iki REM"

3. elektromiograma

Elektromiograma (EMG) yra naudojama procedūra tirti raumenų ir jų nervinių ląstelių arba motorinių neuronų elektrinį aktyvumą. Šie neuronai perduoda elektrinius signalus, kurie sukelia raumenų aktyvumą ir susitraukimą.

Elektrodai reikalingi norint atlikti EMG ir dedami ant raumenų ramybės metu arba mankštos metu. Norint nustatyti raumenų reakciją, būtina įsmeigti nedidelę adatą, todėl kartais tai gali erzinti pacientą.

Vienintelė šio tyrimo komplikacija yra ta, kad jis sukelia nedidelį kraujavimą į įdėjimo vietą elektrodu, todėl būtina atsižvelgti į pacientus, kuriems yra krešėjimo sutrikimų arba kurie gydomi antikoaguliantas.

Kitas elektrofiziologijos metodas, kuris kartais lydi EMG, yra elektroneurografija, tirianti impulsų laidumo per nervus greitį. Tam nervas stimuliuojamas mažo intensyvumo elektriniais impulsais, naudojant ant odos esančius jutiklius, kurie surenka atsakas iš kitų per atstumą esančių jutiklių, tokiu būdu fiksuojant, kiek laiko užtrunka reakcijai įvykti važiuojant iš vienos pusės į kitą. kitas.

Bibliografinės nuorodos:

• Gilman, S ir Winans, S. (1989). Klinikinės neuroanatomijos ir neurofiziologijos principai. Antrasis leidimas. Šiuolaikinio vadovo redakcija. Meksika.
• Schmidtas, R. F., Dudel, J., Jaenig, W. ir Zimmermann, M. (2012). Neurofiziologijos pagrindai. Springer mokslo ir verslo žiniasklaida.