کاربرد های نوار مغز | اجزاء دستگاه الکتروانسفالوگرافی

نوار مغز، الکتروانسفالوگرافی یا EEG نیز نام دارد و کاربرد نوار مغز در ثبت فعالیت های مغز(فعالیت های الکتریکی) است. این فعالیت ها توسط سلول های عصبی به وجود می آید، این سلول ها که با نام نورون شناخته می شوند. نورون ها خود سه گروه دارند که شامل نورون های حسی ،حرکتی و نورون های رابط می شود. در ادامه با دستگاه نوار مغز (الکتروانسفالوگرافی) و کاربرد های نوار مغز و اینکه در چه مواقعی از آن استفاده می شود اشاره خواهیم کرد.

نورون ها:

هر نورون دارای قسمت هایی به نام دنریت، آکسون و جسم سلولی است.

وظایف انواع نورون ها:

نورون های حسی:

نورون های حسی در واقع برای واکنش به محرک های بیرونی می باشند برای مثال پاسخ به نور، صوت و ….

نورون های حرکتی:

این نورون ها مسئول دریافت اطلاعت جهت به وجود آمدن واکنش های ما در پاسخ به محرک های خارجی هستند. این نورون ها اطلاعات را از نورون های حسی و یا رابط می گیرند و به عضلات بدن می رسانند تا از محرک یا خطر دور شوند و پاسخ مناسبی به آن بدهند. برای مثال با برخورد دست به سوزن و تحریک سلول های عصبی اطلاعات مربوط به این محرک به نورون های حرکتی رسیده و در نتیجه ی آن عضلات ما منقبض شده و ما دست خود را به عقب می کشیم.

نورون های رابط (بینابینی):

این نورون همانطور که از نامشان پیداست پیام ها را دریافت و آن ها را به نورون های رابط دیگر میرسانند تا به نورون حسی پیام منتقل شود و فرآیند واکنش دهی صورت پذیرد. به علاوه این سلول ها مسئول فرآیند پیچیده تری در مغز نیز می باشند به عنوان مثال ما در گذشته به سوزن تیز دست زدیم و متوجه شدیم که دست آسیب می بیند در نتیجه به کمک فرآیندی که پیش تر توضیح دادیم دست خود را کنار کشیدیم اما پس از آن اتفاق شخص دوباره دست خود را به راحتی سمت سوزن نمی برد تا آن را لمس کند چراکه طبق تجربه ی قبلی آموخته که سوزن به دست او آسیب خواهد زد و او به خاطر می آورد و تصمیم می گیرد که به نوک سوزن دست نزند. بنابراین نورون ها مسئول ثبت تجربیات و تصمیم گیری ها نیز می باشند.

بررسی امواج مغزی از کاربرد های نوار مغز

امواج آلفا:

این امواج، امواج آرام مغزی هستند و در واقع حالت غیر برانگیختگی مغز را نشان می دهند. در واقع وقتی در حال استراحت هستید مغز شما در حالت آلفا می باشد. این امواج آرامش همراه با هشیاری و یا تفکر عمیق در حال بسته بودن چشم ها را نشان می دهند. بسامد این امواج بین 9 تا 14 هرتز است. در حالت مدیتیشن نیز می تواند مثال خوبی برای زمانی باشد که ما در وضعیت آلفا می باشیم. این امواج در نوار مغز قابل رویت هستند.

امواج بتا:

این امواج برعکس وضعیت آلفا می باشد . در وضعیت بتا مغز در حال انجام فعالیتی ذهنی می باشد. معمولا در حالت بتا فعالیت شدید مغزی را خواهیم داشت. برای مثال در حال توضیح مسئله ی مهمی به شخصی هستید یا در حال یاد دادن یا در حال بحث کردن راجع به مسئله ای هستید در این حالت مغز در حالت بتا می باشد. بسامد این موج بین 15 تا 40 هرتز است.

امواج تتا:

این موج زمانی تشکیل می شود که شما در حال فکر به جایی دیگری هستید یا اصطلاحا جسمتان در یک محیط است و یا در حال انجام کاری هستید اما روحتان جای دیگریست! در این حالت وضعییتتان، وضعیت تتا خواهد بود. این موج مغزی دارای بسامد بین 8 تا 5 هرتز می باشد. معمولا در این حالت ممکن است ایده های خوبی هم به ذهن خطور کند.

امواج دلتا:

این امواج، امواجی هستند که وقتی ما به خواب فرو می رویم به وجود می آید این نکته حائز اهمیت هست که امواج دلتا به هیچ وجه به صفر نخواهد رسید. بسامد این امواج بین 1.5 تا 4 هرتز می باشد.

امواج گاما:

امواج گاما دربین امواج مغزی ذکر شده بالا ترین بسامد را دارد و مربوط به زمانی می شود که ذهن شما به شدت درگیر موضوعی شده وکاملا روی آن تمرکز کرده اید.

امواج مغز در فعالیت های مختلف مغزی

سیناپس چیست؟

به ارتباط دنریت یک نورون با جسم سلولی نورون دیگر به جهت انتقال پیام عصبی می باشد و ما گفتیم که کاربرد نوار مغز در واقع ثبت فعالیت های الکتریکی مغز استفاده می شود. سیناپس می تواند به صورت شیمیایی و یا الکتریکی رخ دهد.

پتانسیل عمل چیست؟ چه زمانی رخ می دهد؟

به اختلاف پتانسیل الکتریکی دردو سوی غشاء پتانسیل عمل میگویند که این اختلاف به دنبال تحریک نورونی رخ می دهد.

دستگاه الکتروانسفالوگرافی:

سیگنال EEG که از سطح سر ثبت می شود در واقع برآیند فعالیت الکتریکی حاصل از فعالیت نورون ها می باشد. دستگاه الکتروانسفالوگرافی یا همان دستگاه EEG در واقع ابزاری است به منظور پردازش، ثبت و چاپ این سیگنال یاد می شود به منظور اهدافی خاص که می تواند درمانی یا تحقیقاتی باشد. این سیگنال ها از نواحی مختلف سر ثبت می شوند که معمولا تعداد این کانال ها 21 عدد می باشد که این تعداد طبق یک استاندارد جهانی به نام استاندارد 10-20 تعیین می گردد.

کاربرد های دستگاه الکتروانسفالوگرافی:

در کاربرد های تحقیقاتی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

مطالعه ی بی نظمی خواب و موارد مرتبط به آن
تشخیص بلوغ فکری
دروغ سنجی
تخمین میزان هوشیاری
بیوفیدبک مغزی
تشخیص بلوغ فکری
و…

در کاربرد های تحقیقات نیز مواردی وجود دارد شامل:

موارد بیماری صرع و تحقیق در رابطه با آن ها و منشا آن ها
کنترل بیهوشی
نظارت بر میزان هوشیاری
تعیین میزان موثر بودن دارو های مربوط به بیماری های مغزی
کمک به پزشک برای تشخیص دادن نقاط یا محل آسیب حاصل از ابتلا به تومور و یا تصادف و….

اجزای دستگاه الکتروانسفالوگرافی:

پردازشگر و نمایشگر سیگنال:

در این سیستم ها سیگنال EEG حذف نویز می شود، تقویت نهایی انجام میگردد و سپس مقدار عددی آن ها روی صفحه ی نمایش دیجیتال ظاهر می گردد.

مدارات تقویت کننده:

این قسمت شامل فیلتر هایی می باشد که به صورت فیلتر های بالا گذر به منظور حذف مقدار DC سیگنال و میان نگذر برای حذف نویز برق شهری است قابل استفاده می باشند. لازم به ذکر است که فرکانس قطع فیلتر های پایین گذر و بالا گذر به شکل نرم افزاری قابلیت تنظیم دارد. سیگنال های EEG در قسمت هد باکس پیش تقویت می شوند و سپس به منظور اینکه نویز آن ها حذف شود و تقویت شوند به این قسمت منتقل می شوند.

هد باکس:

این بخش وظیفه ی دریافت سیگنال مغزی و پیش تقویت آن را بر عهده دارد. ابعاد هد باکس معمولا چیزی حدود 20 × 20 سانتی متر می باشد. کانال های ورودی هد باکس به ترتیب در داخل دایره ای که قسمت جلویی آن با قسمت جلویی سر مطابقت دارد هماهنگ می شود.

وسایل جانبی:

به منظور ایجاد تحریک برای ثبت سیگنال از مغز (سیگنال برانگیخته) که معمولا به صورت دیداری یا دیداری است از ابزاری مانند فلش نوری استفاده می شود.

الکترود های ثبت الکتروانسفالوگرافی:

الکترود های سوزنی:

به شکل سوزنی اند و استفاده از آن ها شیوه تهاجمی محسوب می شود. معمولا دردناک اند و امکان عفونت نیز در صورت استفاده وجود دارد.

الکترود های بشقابی:

انتهای این الکترود ها به شکل پیچ می باشد و برای اینکه از این الکترود ها استفاده کنیم و ارتباط بهتری با پوست داشته باشد باید قبل از اینکه استفاده شوند در محلول سالین نگه داشت. این الکترود ها به کمک کلاه روی سطح قرار می گیرد. این نوع الکترود ها می توانند دیسک نیز باشند.

الکترو کپ ( کلاه نوار مغز):

نام دیگر الکترو کپ کلاه نوار مغز می باشد.این نوع از الکترود ها به وسیله ی ژل با پوست ارتباط برقرار می کند که این ژل به وسیله ی سرنگ های مخصوصی به نقاط مشخص شده تزریق می شود. استفاده از این نوع الکترود ها بسیار راحت هست و برای ثبت بلند مدت سیگنال های EEG مورد استفاده قرار می گیرد.

استفاده از الکتروکپ

طبق استاندارد 20-10 برای فرآیند ثبت نوار مغز

هر الکترود دارای نامی است که این نام ها با که با یک حرف آن را نشان می دهند که حرف اول منطقه ای از سر هست که الکترود رو آن قرار می گیرد. به عنوان مثال: T برای لوب تمپورال، P برای لوب پریال،F برای لوب فرونتال، Fp برای لوب پری فرونتال و O برای لوب اکسیپیتال. برای نمایش خط بین دو نیمکره ی چپ و راست از حرف Z استفاده می کنند. اعداد زوج مربوط به لوب سمت راست و اعداد فرد مربوط به لوب سمت چپ می باشند. هرچه الکترود از خط Z فاصله بگیرد عدد بزرگتر به آن اختصاص می یابد. برای مثال: Fp1 (1 به معنی سمت چپ چپ چون عدد فرد است و چون عدد کوچک یا به عبارتی کوچک ترین عدد فرد می باشد که کوچکتر بودن به معنی نزدیک تر بودن به خط Z می باشد).