Електрофизиологија: шта је то и како се истражује

Електрофизиологија је одговорна за анализу и проучавање електричних процеса који се одвијају у различите органе, ткива и структуре нашег тела, као што су срце, мишићи или мозак. Његова примена у клиничкој пракси помаже нам да посматрамо и дијагностикујемо различите патологије и болести.

У овом чланку објашњавамо шта је електрофизиологија и у чему се састоје главне технике снимања електричне активности.

• Повезани чланак: "Делови људског мозга (и функције)"

Шта је електрофизиологија?

Електрофизиологија је наука која проучава електрична својства ћелија и биолошког ткива организма. Иако се најпознатија студија односи на срчани систем, мерења (као што је промена напона или електрична струја) у другим типовима телесних структура, као што су мишићи или мозак, коришћењем електрода које мере активност електрични.

Средином 19. века, италијански физичар Карло Матеучи био је један од првих научника који је проучавао електричне струје код голубова. Године 1893., швајцарски физиолог Вилхелм Хис, познат по томе што је био оснивач хистологије и проналазач микротома (инструмента који омогућава да се биолошко ткиво пресеца како би се анализирало под микроскопом), пружила нова сазнања у области електрофизиологије срчани. И већ 1932. Холцман и Шерф су открили и измислили електрокардиограм.

Тренутно, неуронаука се храни истраживањем и напретком у новим електрофизиолошким техникама који омогућавају микро (од једноставног јонског канала) и макро (до целог мозга) анализу можданих структура.

Напредак у познавању функционисања понашања и људског нервног система заснива се на студијама у којима снимају се електрични сигнали појединачних неурона и великих неуронских група. У неуропсихологији, на пример, настоји да истражи корелације између одређених области мозга и когнитивних функција надређени или одређена понашања, па су стога технике снимања електричне активности које се користе у електрофизиологији тако важно.

Електрична својства ћелија

У електрофизиологији, када говоримо о проучавању електричних својстава, мислимо на анализа протока јона (атом или група њих са електричним набојем, који може бити позитиван или катјон, и негативан или ањона) и на стање мировања и активности ексцитабилних ћелија (неурони, срчане ћелије, итд.).

Ексцитабилност ћелије је својство које јој омогућава да активно реагује на примену стимулуса, односно на било коју енергетску варијацију у окружењу. Ови стимуланси могу бити више врста: механички, термички, звучни, светлосни итд. На пример, код неурона, ова ексцитабилност им даје способност да промени свој електрични потенцијал да пренесе тај нервни импулспреко аксона до других неурона.

Мембрана која покрива ћелију регулише пролаз јона споља ка унутра, јер садрже различите концентрације истих. Све ћелије имају потенцијалну разлику између унутрашњег и спољашњег дела ћелије, која се назива мембрански потенцијал, што је последица постојања градијенти концентрације јона на обе стране мембране, као и разлике у релативној пермеабилности ћелијске мембране за различите јоне поклон.

Штавише, ексцитабилне ћелије обављају своје функције тако што производе електричне сигнале у смислу промене мембранског потенцијала, кључни концепт у електрофизиологији. Ови електрични сигнали могу бити: кратки и велике амплитуде (као што су акциони потенцијали), одговорни за брзо преношење информација на велике удаљености; спорији и нижи напон, са интеграционом функцијом; и ниског напона (као што су синаптички потенцијали), који су узроковани синаптичким деловањем.

• Можда ће вас занимати: "Акциони потенцијал: шта је то и које су његове фазе?"

Врсте електрофизиолошких очитавања

Снимање електричне активности може се десити у различитим биолошким ткивима и ћелијама, као и различитим електрофизиолошким техникама.

Најчешћи електрофизиолошки снимци Они укључују: електрокардиограм, електроенцефалографију и електромиографију. Затим ћемо детаљније објаснити од чега се сваки од њих састоји.

1. Електрокардиограм

Електрокардиограм (ЕКГ) је електрофизиолошка техника која је одговорна за снимање електричне активности срца. срца, кроз проучавање промена напона током одређеног времена (које обично не прелази 30 секунди). Графикон се обично снима на монитору, слично телевизијском екрану, електрокардиографа.

Електрична активност срца која се прикупља у ЕКГ-у може се посматрати у облику трага који представља различите таласи који одговарају путањи електричних импулса кроз различите структуре уређаја срчани.

Овај тест је обавезан за проучавање срчаних проблема као што су аритмије, болести срца или акутне епизоде ​​​​коронарне болестикао што је инфаркт миокарда.

ЕКГ се ради на следећи начин:

• Пацијент лежи и електроде се постављају на руке, ноге и грудни кош. Понекад је потребно очистити или обријати подручје.
• Електрокардиографски водови су повезани са кожом субјекта преко електрода причвршћених за глежњеве, зглобове и грудни кош. Тако се електрична активност прикупља са различитих позиција.
• Особа треба да остане опуштена, тиха, са непокретним рукама и ногама и са нормалним ритмом дисања.

2. Електроенцефалограм

Електроенцефалограм (ЕЕГ) је електрофизиолошка техника која открива и бележи електричну активност у мозгу, кроз мале електроде фиксиране на скалпу особе. Овај тест је неинвазиван и обично се користи у неуронауци за посматрање и проучавање функционисања централног нервног система и, тачније, мождане коре.

Овом техником се могу дијагностиковати неуролошке промене које указују на болести као што су епилепсија, енцефалопатија, нарколепсија, деменција или неуродегенеративне болести. Поред тога, ЕЕГ такође омогућава да се идентификују нормални и патолошки ритмови мождане активности, као и попут таласа које обично имамо и у будном стању и у сну: алфа, бета, делта, тета и гама.

Овај тест такође често се користи у студијама фаза спавања (полисомнографија), да би се откриле могуће аномалије у снимцима циклуса кретања очију брзи (РЕМ) и нормални (НРЕМ) циклуси спавања, као и за откривање других могућих поремећаја спавања сан.

ЕЕГ траје приближно 30 минута и може се извести у болници или у неурофизиолошкој јединици. Да би се извршио, пацијент седи у столицу и електроде су причвршћене (између 15 и 25 сензори) на кожу главе, користећи гел за косу како би се забележила електрична активност исправно. И док је особа опуштена, тест се спроводи.

• Можда ће вас занимати: "5 фаза сна: од спорих таласа до РЕМ"

3. електромиограм

Електромиограм (ЕМГ) је процедура која се користи за проучавање електричне активности мишића и њихових нервних ћелија или моторних неурона. Ови неурони преносе електричне сигнале који производе мишићну активност и контракцију.

Електроде су потребне за извођење ЕМГ и постављају се на мишиће, било у мировању или током вежбања. Да би се открио мишићни одговор, потребно је убацити малу иглу, због чега то понекад може бити неугодно за пацијента.

Једина компликација овог теста је што изазива мало крварење на месту уметања електроде, стога је потребно узети у обзир пацијенте са поремећајем коагулације или који су на лечењу антикоагуланс.

Још једна електрофизиолошка техника која понекад прати ЕМГ је електронеурографија, која проучава брзину провођења импулса кроз нерве. Да би се то урадило, нерв се стимулише електричним импулсима ниског интензитета, користећи сензоре постављене на кожу који сакупљају одговор од других сензора који се налазе на удаљености, тако да се бележи колико је времена потребно да дође до одговора приликом вожње с једне стране на другу. друго.

Библиографске референце:

• Гилман, С, и Винанс, С. (1989). Принципи клиничке неуроанатомије и неурофизиологије. Друго издање. Модерни приручник за уредништво. Мексико.
• Шмит, Р. Ф., Дудел, Ј., Јаениг, В., & Зиммерманн, М. (2012). Основи неурофизиологије. Спрингер Сциенце & Бусинесс Медиа.