EEG (elektroencefalografia) – opis, działanie i zastosowanie EEG
Pod skrótem EEG skrywa się dość skomplikowane pojęcie elektroencefalografii. Chodzi o badanie czynności mózgu wykonywane dziś powszechnie w większości szpitali za pomocą względnie prostego urządzenia. Jakie choroby może wykrywać EEG i kiedy warto je wykonać?
Badanie EEG służy do diagnozowania i monitorowania pracy mózgu w różnych warunkach. Dzięki niemu można wykryć wiele istotnych zaburzeń, ale także lepiej zrozumieć wpływ impulsów zmysłowych na nasze zachowanie i sferę odczuć. Analiza wyników otrzymywanych w postaci tzw. elektroencefalogramu pozwala lekarzom wykrywać choroby, wyjaśniać pochodzenia zagadkowych symptomów i prowadzić stosowne leczenie.
Historia EEG
Już pod koniec XIX w. angielski naukowiec Richard Caton opublikował przełomowe dzieło na temat elektrycznej aktywności obnażonych półkul mózgowych królików i małp. Dalsze eksperymenty na zwierzętach pozwoliły wysnuć wniosek o istnieniu możliwych do zmierzenia fal mózgowych. W 1912 r. powstał pierwszy pomiar impulsów elektrycznych w mózgu psa, a dwa lata później udało się nawet zarejestrować w badaniu sztucznie wywołane drgawki u zwierzęcia.
Autorem pierwszego ludzkiego EEG był niemiecki psychiatra Hans Berger, który bazując na odkryciach swych poprzedników, w 1924 r. opracował specjalne urządzenie do mierzenia ludzkich fal mózgowych i nazwał je elektroencefalografem. Lata 30-te przyniosły pogłębione zrozumienie zjawisk zachodzących w czasie drgawek – za pomocą EEG udało się zaobserwować charakterystyczną strukturę ataków epileptycznych.
Kolejne dekady skupiły się na dalszych potencjalnych sposobach wykorzystania elektroencefalografii. Zaczęto wykorzystywać ją do mierzenia aktywności mózgu w czasie snu oraz sposobu reakcji człowieka na różne bodźce. Z technologii korzystała NASA badając fale mózgowe kosmonautów w czasie lotów, a nawet wykorzystano ją zgłębiania tajemnic komunikacji mózg-mózg, którą wykorzystują zwierzęta do porozumiewania się ze sobą.
Jak działa EEG?
Ludzki mózg jest niezwykle skomplikowanym mechanizmem, który pozwala zarządzać – świadomie i nieświadomie – wszystkimi układami wewnątrz organizmu. Jego strukturę tworzy 86 miliardów neuronów, które komunikują się ze sobą za pomocą impulsów elektrycznych przesyłanych przez synapsy. Te drobne zmiany ładunku można sobie wyobrazić jako sygnały wysyłane z jednego miejsca do drugiego za pomocą łańcucha migających do siebie światełek. Każda myśl, każdy skurcz mięśni, każde wypowiedziane słowo wynikają właśnie z owej elektrycznej pracy mózgu, który nigdy nie śpi.
EEG opiera się na idei, że jeśli do czaszki przyłoży się odpowiednio czułe elektrody będą one w stanie zapisać impulsy przekazywane między neuronami. Zasada jest tutaj więc bardzo podobna do elektrokardiografii (EKG), w ramach której mierzy się elektryczną aktywność serca. Odnotowane różnice w impulsach przekazywane są do urządzenia i zapisywane w formie graficznych wykresów fal.
Co wykrywa badanie EEG?
Najczęstszym wskazaniem do EEG jest podejrzewana lub zdiagnozowana padaczka. Elektrody są w stanie wykryć silne wahania fal mózgowych typowe dla ataków epileptycznych. Wykrywają one również drgawki pojawiające się w innych schorzeniach, pozwalając odróżniać je od siebie, precyzując diagnozę i umożliwiając dobranie optymalnych leków. Dzięki elektroencefalografii można też określić czy dany epizod drgawkowy ma charakter psychogeniczny, katatoniczny, czy też wynika z omdlenia czy nawet migreny.
Mapując elektryczną działalność mózgu EEG może dać również doktorom obraz na temat ewentualnych uszkodzeń tkanki wynikających np. z doznanych urazów głowy. Nieprawidłowości w elektroencefalografu mogą także sugerować obecność guzów mózgu oraz doznanych wylewów.
Badanie wykonuje się w przypadku podejrzenia zapalenia mózgu różnego pochodzenia (np. wirusowego lub bakteryjnego) oraz zaburzeń zwanych ogólnie encefalopatiami. Nierzadko służy ono diagnozowaniu bezsenności, a ponadto pozwala ocenić aktywność mózgową pacjenta w śpiączce. Według nowszych studiów EEG może być również cennym narzędziem diagnostycznym przy podejrzewanym zespole nadpobudliwości ruchowej (ADHD) u dorosłych, wczesnych objawach choroby Alzheimera oraz demencji.
Jak przygotować się do EEG?
Aby wyniki EEG były wiarygodne należy w dzień badania powstrzymać się od spożycia napojów i pokarmów zawierających kofeinę. Mowa nie tylko o kawie, ale także czarnej herbacie czy coli. Jako substancja pobudzająca może ona utrudnić ocenę faktycznej aktywności mózgu. Doktor powinien również poinformować pacjenta czy i które leki powinien odstawić przed przystąpieniem do EEG.
Ponadto ze względów czysto technicznych pacjentom poleca się zwykle umyć włosy wieczorem przed dniem badania i nie stosować żadnych odżywek ani kosmetyków stylizacyjnych, które mogłyby utrudnić elektrodom przyleganie do czaszki. W przypadku gdy elektroencefalografię wykonuje się w trakcie snu, lekarze mogą również poprosić o skrócenie wypoczynku podczas wcześniejszej nocy.
Jak przebiega badanie EEG?
Badanie EEG jest nieinwazyjne, ciche i nie wiąże się z żadnym bólem czy dyskomfortem. Praca elektrod jest niewyczuwalna, a pacjent zajmuje zwykle wygodną siedzącą lub leżącą pozycję.
Na początku badania prowadzi się zwykle pomiar czaszki, aby lepiej dobrać ustawienie elektrod. Następnie technik medyczny nakłada pacjentowi na głowę specjalną siatkę z 19-20 elektrodami (czasem może ich być więcej). Alternatywnie elektrody są montowane pojedynczo za pomocą specjalnego kleju. Każda ma swoją precyzyjną lokalizację – od płata czołowego po potylicę – i stosowne oznaczenie. W rezultacie dokoła szyi pacjenta zwisa pęczek kabli, które pozwalają zapisywać impulsy elektryczne.
Badanie trwa najczęściej do 60 minut, choć bywa też dłuższe, jeśli wykonywane jest podczas snu. W klasycznym przypadku pacjent odpoczywa jednak po prostu z zamkniętymi oczami, a na polecenie technika otwiera je i wykonuje proste zadania. Mogą one polegać na oglądaniu obrazów, odpowiadaniu na pytania, głębokim oddychaniu, czytaniu wybranego fragmentu tekstu lub liczeniu przykładów, a także obserwacji błyskającego światła.
W niektórych wypadkach pacjentom przed badaniem podaje się środki nasenne i wówczas po wybudzeniu potrzebują oni wypoczynku oraz osoby towarzyszącej, która odwiezie ich do domu. Najczęściej jednak zaraz po zakończeniu EEG można powrócić do normalnych dziennych czynności.
Wyniki, choć dostępne są natychmiast, nie mają specjalnej wartości informacyjnej bez odpowiedniej interpretacji. Tylko doświadczony neurolog jest w stanie dokonać oceny zapisu fal mózgowych i stąd na oficjalne rezultaty badania trzeba zwykle poczekać od kilku godzin do nawet kilku dni. Dla każdego ze stanów, którym poddano pacjenta w trakcie procedury – od wypoczynku po obserwację świateł – określony jest pewien normalny, fizjologiczny przebieg fali mózgowych. Wszelkie odchylenia od niego mogą świadczyć o specyficznych zaburzeniach pracy neuronów.
Ciekawostka: Badanie EEG może być wykonywane przez cały okres nocnego wypoczynku i wówczas najczęściej połączone jest z jednoczesnym monitoringiem oddechu oraz tętna. Taką procedurę nazywa się polisomnografią.
Przeciwwskazania i ryzyka związane z EEG
Elektroencefalografia sama w sobie jest badaniem bardzo bezpiecznym i nie wiąże się z żadnym poważnym zagrożeniem dla zdrowia. Elektrody jedynie zapisują impulsy elektryczne obecne w naszym mózgu, ale nie poddają go nigdy działaniu zewnętrznego strumienia prądu!
Należy jednak mieć na względzie fakt, że niektóre rodzaje stymulantów wykorzystywane podczas procedury mogą u osób wrażliwych wywołać drgawki – mowa przede wszystkim o błyskających światłach. Pracownik techniczny przeprowadzający badanie musi liczyć się z tą ewentualnością i umieć stosowanie reagować. To o tyle ważne, że czasem lekarze umyślnie wywołują u pacjentów drgawki w czasie EEG, aby lepiej ocenić ich przebieg i nasilenie. W takim przypadku personel medyczny dba o bezpieczeństwo przebiegu badania.
Zalety i wady EEG
Elektroencefalografia jest relatywnie szybką, tanią i efektywną metodą badania podstawowej aktywności mózgu. Współczesna aparatura jest w stanie badać impulsy z dokładnością do 1 milisekundy. Jako wady wskazuje się jednak niską rozdzielczość przestrzenną czaszki oraz brak możliwość identyfikowania źródła poszczególnej aktywności elektrycznej. Trudno jest również wykryć aktywność neuronów położonych głęboko pod korą mózgową. W rezultacie kompleksowa diagnoza musi często uwzględniać także inne typy badań, np. rezonans magnetyczny. Nie zmienia to jednak faktu, że EEG pozostaje dziś najbardziej powszechnym sposobem identyfikacji podstawowych zaburzeń mózgu, a z historycznego punktu widzenia było jednym z najważniejszych narzędzi służących zrozumieniu działania całego układu nerwowego.
- „Electroencephalogram (EEG)” John Hopkins Medicine, https://www.hopkinsmedicine.org/health/treatment-tests-and-therapies/electroencephalogram-eeg, 22/02/2022;
- “EEG (Electroencephalogram)” WebMD, https://www.webmd.com/epilepsy/guide/electroencephalogram-eeg, 22/02/2022;
- “Early History of Electroencephalography and Establishment of the American Clinical Neurophysiology Society Stone”, James L. i in., https://journals.lww.com/clinicalneurophys/Abstract/2013/02000/Early_History_of_Electroencephalography_and.2.aspx, 22/02/2022;
- “The wondrous eyes of a new technology”—a history of the early electroencephalography (EEG) of psychopathy, delinquency, and immorality” Felix Schirmann, https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnhum.2014.00232/full, 22/02/2022;
- “EEG for Diagnosis of Adult ADHD: A Systematic Review With Narrative Analysis” Marios Adamou i in., https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpsyt.2020.00871/full, 22/02/2022;
- “Reliability of EEG Measures of Interaction: A Paradigm Shift Is Needed to Fight the Reproducibility Crisis” Yvonne Höller i in., https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5582168/, 22/02/2022;