Электроэнцефалография: метод и диагностика¶

Электроэнцефалография — метод функциональной диагностики, основанный на регистрации суммарной биоэлектрической активности головного мозга с поверхности скальпа. Относится к нейрофизиологическим и электрофизиологическим методам исследования; позволяет оценивать состояние коры и глубинных структур косвенно, по электрическим потенциалам, генерируемым преимущественно пирамидными нейронами. Результат исследования — электроэнцефалограмма (ЭЭГ), график зависимости разности потенциалов от времени.

¶Физические основы

Электрическая активность мозга формируется за счёт постсинаптических потенциалов больших групп нейронов, ориентированных параллельно друг другу. Синхронная активность тысяч клеток создаёт диполь, поле которого достигает электродов на коже головы. Амплитуда сигнала у взрослого человека составляет обычно 10–100 мкВ, поэтому требуется усиление и фильтрация. Частотный диапазон охватывает примерно от 0,5 до 70 Гц и делится на ритмы:

• дельта (0,5–4 Гц) — глубокий сон, у взрослого в бодрствовании патология;
• тета (4–8 Гц) — дремота, у детей норма;
• альфа (8–13 Гц) — спокойное бодрствование с закрытыми глазами, максимум в затылочных отделах;
• бета (13–30 Гц) — активное внимание, движение, тревога;
• гамма (свыше 30 Гц) — когнитивные процессы, частично мышечные артефакты.

¶Методика

Электроды располагают по международным системам, чаще всего «10–20» (Fp, F, C, P, O, T с индексами), иногда с дополнительными отведениями. Применяют мостиковые или чашечковые электроды с токопроводящим гелем; используют референтный и монополярные/биполярные монтажи. Современные системы — цифровые: сигнал оцифровывается, хранится и обрабатывается программно.

Процедура включает фоновую запись, функциональные пробы: открывание и закрывание глаз, гипервентиляцию, фотостимуляцию. Для длительного наблюдения применяют суточный видео-ЭЭГ-мониторинг, для регистрации в движении — амбулаторные и носимые устройства.

¶Диагностическое применение

Основные области:

Особую ценность метод имеет при эпилепсии: характерные разряды (спайки, острые волны, комплексы спайк-волна) позволяют отличить эпилептическую активность от неэпилептической. При объёмных процессах (опухоли, абсцессы) ЭЭГ менее специфична, чем нейровизуализация, и используется как вспомогательный инструмент.

¶Ограничения и критика

Метод обладает низким пространственным разрешением: сигнал с электрода отражает активность обширной области, а глубинные источники регистрируются ослабленно. Значительную проблему составляют артефакты — мышечные, глазодвигательные, кардиальные, сетевые помехи. Интерпретация зависит от квалификации врача и возраста пациента: у детей и пожилых «норма» существенно различается. ЭЭГ не измеряет «мышление» и не позволяет читать мысли; попытки прямого декодирования содержания психики остаются предметом экспериментальных исследований.

¶История и развитие

Первые записи электрической активности животных выполнил Ричард Кэтон в 1875 году; у человека ЭЭГ зарегистрировал Ханс Бергер в 1924 году, он же описал альфа-ритм и предложил термин. В 1930-х метод вошёл в клиническую практику. Дальнейшее развитие связано с цифровой обработкой, спектральным и когерентным анализом, картированием мозга, а также с интерфейсами «мозг — компьютер», где ЭЭГ служит неинвазивным каналом управления.

¶Смежные методы

К родственным техникам относят магнитоэнцефалографию (МЭГ), регистрирующую магнитные поля, и электрокортикографию (ЭКоГ) — запись с поверхности коры при нейрохирургических операциях. Они дают лучшее пространственное разрешение, но требуют сложного оборудования или инвазивного доступа.