Aivot ja EEG

Aivojen rakenne

KalloPäänahka

Aivokuori (cerebral cortex)

Otsa- eli frontaalilohkoPäälaen- eli parietaalilohko

Ohimo- eli temporaalilohko

Takaraivo- eli oksipitaalilohko

Isoaivojen kuorikerroksen toiminnallisia alueita

Aivot ovat jakautuneet alueisiin, jotka ovat erikoistuneita tietynlaisten aistimusten käsittelyyn. Niinpä isojen aivojen kuorikerroksessa voidaan todeta sähköistä toimintaa aina samalla alueella, tiettyä aistinta ärsytettäessä tai aina tietyn toiminnan aikana.

Aivojen tutkiminen• Aivoissa on noin 100 miljardia neuronia eli

hermosolua, joiden välillä on noin 15 000 kytkentää. Aivojen toiminta perustuu neuronien väliseen kytkentään, joita on siis yhteensä 150 biljoonaa

• Aistitoiminnot välittyvät aivokuoren eri toiminnallisille alueille– Aivokuoressa 1 mm2 alueella on > 100 00 neuronia

EEG (ElectroEncephaloGram)• EEG:ssä mitataan päänahkaan kiinnitettyjen elektrodien

avulla aivojen jännitevaihteluja, jotka piirturi merkitsee tasaisesti liikkuvaan paperiin tai tietokoneen näytölle.

• EEG:n perusteella voidaan havaita monien aivoperäisten sairauksien, kuten epilepsian, sekä aivovaurioiden ja aivokasvainten aiheuttamat muutokset.

• EEG:ssä näkyvät myös normaalit unen ja valveen vaihtelut ja unitilan eri vaiheet.

• EEG:n poikkeamat:– jatkuva häiriö (mittauskäyrät epäselviä), – paikallinen häiriö (joku tietty alue aivoissa ei toimi) ja – satunnainen häiriö (esim. epilepsia).

EEGn tulkinta• EEG:n eri ominaisuudet määräytyvät aaltojen

lukumääränä sekunnissa, sähköjännitteen laajuuden poikkeumana peruslinjalta ja poikkeamien tyypin esim. aallon huippujen ja huippurykelmien esiintymisen mukaan. EEG:n taajuusalueet ovat alfa, beta, theta ja delta.

• Aivosähkökäyrä vaihtelee aivojen erilaisen aktiviteettitilan mukaisesti.

• Aktiivisessa tilassa esiintyy erityisesti beta-aaltoja, rentoutuneena taas esiintyy erityisesti alfa-toimintaa.

• Alfa-aktiviteetti vähentyy hiukan väsymystilassa ja unen aikana se vähenee huomattavasti. Tämän takia EEG:tä otettaessa testataan useita eri tilanteita, esim. rentoutunutta tilaa, stroboskooppivalon (vilkkuvaloaktivaation) vaikutuksia (silmät auki ja kiinni testataan erikseen) ja unitilaa.

Alfa -rytmi• Alfarytmissä aaltojen lukumäärä vaihtelee 8-13

sekunnissa. • Alfarytmi on nähtävillä erityisesti, kun koehenkilö on

hereillä, mutta silmät kiinni– alfaa pidetään jonkinlaisena lepotaajuutena

• Kullakin aivolohkolla on omanlaisensa alfarytmi, mutta suuriamplitudisin se on päälaen -ja takaraivolohkoilla

• Alfa-aalto on yleensä säännöllinen ja jatkuva, mutta yksilölliset vaihtelut ovat mahdollisia.

• Joillakin ihmisillä rytmi on hyvin epäsäännöllinen, katoaa usein kokonaan tai havaitaan vain silloin tällöin. Alfa-aallon ilmiöiden otaksutaan aiheutuvan verkkokalvolta ja näköhermosta aivoihin saapuvien ärsytysten vaikutuksesta.

Beta - rytmi

• Beta-rytmissä aaltoja on enemmän kuin 13 sekunnissa, mutta jännite on huomattavasti alhaisempi kuin alfa-aalloissa.

• Beta-rytmiä esiintyy jatkuvasti sellaisten aivotoimintojen aikana, jotka edellyttävät paljon ajattelemista sekä syvimmän eli REM –unen aikana. Beta korostuu erityisesti myös stressi-, jännitys- tai intensiivisen toiminnan tilanteissa.

Delta –ja thetarytmit

• Delta-rytmissä aaltoja on vähemmän kuin 4 sekunnissa. Delta-rytmi esiintyy epäsäännöllisesti, yleensä yksittäisinä aaltoina. Nämä delta-taajuudet ovat valvetilassa hyvin epänormaaleja, sen sijaan unitilassa ne ovat yleisiä.

• Theta-rytmin tyypillinen aallontiheys on 4-7 aaltoa sekunnissa ja se esiintyy epäsäännöllisesti.

• Unen syventyessä alfarytmi korvaantuu matalataajuisimmilla delta –ja thetarytmeillä

• Turhautuneisuus ja keskittyminen voivat aikaansaada myös valveilla delta –ja thetarytmejä

Synkronisaatio / desynkronisaatio• EEG:ssä vireystilaa kuvaa aivokuoren

hermosolujen synkronisaation aste• Vireässä valvetilassa aivokuoren hermosolut

toimivat yksilöinä, jolloin EEG summaa matala-amplitudista ja korkeataajuista desynkronoitunutta toimintaa

• Synkronisaatio saadaan esiin pyytämällä koehenkilöä sulkemaan silmänsä = alfatoiminta

EEG:n eri rytmit

Desynkronisaatio tai alfablokki (the process by which alpha waves decrease and beta waves increase upon a subject opening their eyes)

EEG:n suorittaminen

• EEG suoritetaan asettamalla elektrodit päänahkaan eri aivolohkojen kohdalle

• Käytämme mittauksessa bipolaarista kytkentää =

mitataan kahden elektrodin välistä jännitevaihtelua.