Электрофизиология: что это такое и как ее исследуют

Электрофизиология отвечает за анализ и изучение электрических процессов, происходящих в различные органы, ткани и структуры нашего тела, такие как сердце, мышцы или мозг. Его применение в клинической практике помогает наблюдать и диагностировать различные патологии и заболевания.

В этой статье мы объясняем что такое электрофизиология и в чем заключаются основные приемы регистрации электрической активности.

• Статья по теме: "Части человеческого мозга (и функции)"

Что такое электрофизиология?

Электрофизиология наука, изучающая электрические свойства клеток и биологической ткани организма. Хотя самое известное исследование связано с сердечной системой, измерения (такие как изменение напряжения или электрический ток) в других типах структур тела, таких как мышцы или мозг, с помощью электродов, измеряющих активность электрический.

В середине 19 века итальянский физик Карло Маттеучи был одним из первых ученых, изучавших электрические токи у голубей. В 1893 году швейцарский физиолог Вильгельм Гис, известный как основоположник гистологии и изобретатель микротома (прибора, позволяет делать срезы биологической ткани для анализа под микроскопом) при условии новых открытий в области электрофизиологии сердечный. А уже в 1932 году Хольцманн и Шерф открыли и изобрели электрокардиограмму.

В настоящее время, неврология питается исследованиями и достижениями в области новых электрофизиологических методов. которые позволяют проводить микро (от простого ионного канала) и макро (вплоть до всего мозга) анализ мозговых структур.

Успехи в познании функционирования поведения и нервной системы человека основаны на исследованиях, в которых регистрируются электрические сигналы от отдельных нейронов и крупных групп нейронов.. Например, в нейропсихологии она направлена ​​на изучение корреляций между определенными областями мозга и когнитивными функциями. начальников или определенного поведения, поэтому методы записи электрической активности, используемые в электрофизиологии, настолько важный.

Электрические свойства клеток

В электрофизиологии, когда мы говорим об изучении электрических свойств, мы имеем в виду анализ ионного потока (атом или их группа с электрическим зарядом, который может быть как положительным или катионным, так и отрицательным или анион) и к состоянию покоя и активности возбудимых клеток (нейронов, сердечных клеток, и т. д.).

Возбудимость клетки — это свойство, позволяющее ей активно реагировать на применение раздражителя, то есть на любое энергетическое изменение окружающей среды. Эти раздражители могут быть нескольких типов: механические, тепловые, звуковые, световые и т. Например, в нейронах эта возбудимость придает им способность изменять свой электрический потенциал для передачи этого нервного импульсачерез аксон к другим нейронам.

Мембрана, покрывающая клетку, регулирует прохождение ионов снаружи внутрь, так как они содержат разную их концентрацию. Все клетки имеют разность потенциалов между внутренней и внешней частью клетки, называемую мембранным потенциалом, которая обусловлена ​​наличием градиенты концентрации ионов по обе стороны мембраны, а также различия в относительной проницаемости клеточной мембраны для разных ионов подарок.

Кроме того, возбудимые клетки выполняют свои функции, производя электрические сигналы в терминах изменения мембранного потенциалаключевое понятие в электрофизиологии. Эти электрические сигналы могут быть: краткими и большой амплитуды (например, потенциалы действия), отвечающими за быструю передачу информации на большие расстояния; более медленное и низкое напряжение, с функцией интегрирования; и низковольтные (такие как синаптические потенциалы), которые вызваны синаптическим действием.

• Вам может быть интересно: "Потенциал действия: что это такое и каковы его фазы?"

Виды электрофизиологических показаний

Регистрация электрической активности может происходить в различных биологических тканях и клетках, а также с помощью различных электрофизиологических методик.

Наиболее распространенные электрофизиологические записи К ним относятся: электрокардиограмма, электроэнцефалография и электромиография. Далее более подробно объясним, из чего состоит каждый из них.

1. ЭКГ

Электрокардиограмма (ЭКГ) — это метод электрофизиологии, который отвечает за регистрацию электрической активности сердца. сердца, путем изучения изменения напряжения в течение определенного времени (которое обычно не превышает 30 секунды). График обычно регистрируют на мониторе, похожем на телевизионный экран, электрокардиографа.

Электрическую активность сердца, регистрируемую на ЭКГ, можно наблюдать в виде записи, представляющей различные волны, которые соответствуют пути электрических импульсов через различные структуры устройства сердечный.

Этот тест обязателен для изучения проблем с сердцем, таких как аритмии, болезни сердца или острые эпизоды коронарной болезнинапример инфаркт миокарда.

ЭКГ проводится следующим образом:

• Пациент ложится, а электроды размещаются на руках, ногах и груди. Иногда необходимо очистить или побрить область.
• Отведения электрокардиографа подключаются к коже субъекта через электроды, прикрепленные к лодыжкам, запястьям и груди. Вот как электрическая активность собирается с разных позиций.
• Человек должен оставаться расслабленным, спокойным, с неподвижными руками и ногами и с нормальным ритмом дыхания.

2. Электроэнцефалограмма

Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) – это метод электрофизиологии, который обнаруживает и записывает электрическую активность в головном мозге, через небольшие электроды, закрепленные на коже головы человека. Этот тест является неинвазивным и обычно используется в неврологии для наблюдения и изучения функционирования центральной нервной системы и, в частности, коры головного мозга.

С помощью этого метода можно диагностировать неврологические изменения, которые предполагают такие заболевания, как эпилепсия, энцефалопатии, нарколепсия, деменция или нейродегенеративные заболевания. Кроме того, ЭЭГ также позволяет выявить нормальные и патологические ритмы мозговой деятельности, а также как волны, которые обычно бывают у нас и в бодрствующем состоянии, и во сне: альфа, бета, дельта, тета и гамма.

Этот тест также часто используется в исследованиях фаз сна (полисомнография), для выявления возможных аномалий в записи циклов движения глаз циклы быстрого (REM) и нормального (NREM) сна, а также для выявления других возможных нарушений сна мечтать.

ЭЭГ длится около 30 минут и может быть проведена в больнице или в отделении нейрофизиологии. Для его выполнения пациент садится в кресло и к нему прикрепляются электроды (между 15 и 25 датчики) на кожу головы, используя гель для волос, чтобы зарегистрировать электрическую активность правильно. И пока человек расслаблен, проводится проверка.

• Вам может быть интересно: "5 фаз сна: от медленных волн до быстрого сна"

3. электромиограмма

Электромиограмма (ЭМГ) – процедура, используемая для изучения электрической активности мышц и их нервных клеток или двигательных нейронов. Эти нейроны передают электрические сигналы, которые вызывают мышечную активность и сокращение.

Электроды необходимы для выполнения ЭМГ и размещаются на мышцах либо в состоянии покоя, либо во время тренировки. Для обнаружения мышечной реакции необходимо ввести маленькую иглу, поэтому иногда это может раздражать пациента.

Единственным осложнением этого теста является то, что он вызывает небольшое кровотечение в месте введения иглы. электродом, поэтому необходимо учитывать пациентов с нарушением свертываемости крови или находящихся на лечении антикоагулянт.

Еще одним методом электрофизиологии, который иногда сопровождает ЭМГ, является электронейрография, которая изучает скорость проведения импульсов по нервам. Для этого нерв стимулируется электрическими импульсами низкой интенсивности с помощью датчиков, размещенных на коже, которые собирают ответ от других датчиков, расположенных на расстоянии, таким образом регистрируя, сколько времени требуется для ответа при движении с одной стороны на другую. другой.

Библиографические ссылки:

• Гилман С., Винанс С. (1989). Принципы клинической нейроанатомии и нейрофизиологии. Второе издание. Редакция современного руководства. Мексика.
• Шмидт, Р. Ф., Дудель Дж., Йениг В. и Циммерманн М. (2012). Основы нейрофизиологии. Springer Science & Business Media.