Amplituda izazvanog potencijala obično je niska, u rasponu od manje od jednog mikrovolta do nekoliko, u usporedbi s desecima mikrovolta za elektroencefalografiju (EEG), milivolti za elektromiografiju (EMG) i često blizu 20 milivolta za elektrokardiogram (EKG). Usrednjavanje signala obično je potrebno za rješavanje ovih potencijala niske amplitude u suočenju s tekućim EEG, EKG, EMG i drugim biološkim signalima i ambijentalnim šumom. Signal je tempiran za podražaj i većina šuma je nasumična, što omogućuje prosječnu vrijednost buke u ponovljenim odgovorima.
Impulsi i signali
Signali se mogu zabilježiti iz moždane kore, moždanog debla, leđne moždine i perifernih živaca. Obično je izraz "pozvani potencijal" rezerviran za odgovore koji uključuju snimanje ili stimulaciju struktura u središnjem živčanom sustavu.sustava. Stoga se složeni motorički ili senzorni izazvani potencijali koji se koriste u studijama živčane provodljivosti obično ne smatraju evociranim potencijalima, iako odgovaraju gornjoj definiciji.
Senzorno izazvani potencijali
Oni se bilježe iz središnjeg živčanog sustava nakon senzorne stimulacije, kao što su vizualno izazvani potencijali zbog bljeskanja svjetla ili promjenjivog uzorka na monitoru, slušni potencijali izazvani klikanjem ili tonskim podražajem predstavljenim putem slušalica ili taktilnim ili somatosenzorni potencijal izazvan taktilnom ili električnom stimulacijom osjetnog ili mješovitog živca na periferiji. Senzorni evocirani potencijali se široko koriste u kliničkoj dijagnostičkoj medicini od 1970-ih, kao i u intraoperativnom neurofiziološkom praćenju, poznatom kao kirurška neurofiziologija. Zahvaljujući njoj metoda evociranih potencijala postala je stvarnost.
Pregledi
Postoje dvije vrste evociranih potencijala u širokoj kliničkoj upotrebi:
- Slušni izazvani potencijali, obično zabilježeni na tjemenu, ali se javljaju na razini moždanog debla.
- Vizualno izazvani potencijali i somatosenzorni izazvani potencijali koji su rezultat električne stimulacije perifernog živca.
Anomalije
Long i Allen prijavili su anomalijumoždani potencijali (BAEP) izazvani slušnim potencijalima u alkoholičarke koja se oporavlja od sindroma stečene središnje hipoventilacije. Ovi istraživači su pretpostavili da je moždano deblo njihove pacijentice otrovano, ali ne i uništeno njezinim kroničnim alkoholizmom. Metoda evociranih potencijala mozga olakšava dijagnosticiranje takvih stvari.
Opća definicija
Evocirani potencijal je električni odgovor mozga na senzorni podražaj. Regan je napravio analogni analizator Fourierove serije za snimanje izazvanih potencijalnih harmonika u treperavu (sinusoidno moduliranu) svjetlost. Umjesto integriranja sinusnih i kosinusnih proizvoda, Regan je upisao signale u snimač s dva procesora kroz niskopropusne filtre. To mu je omogućilo da pokaže da je mozak dosegao stabilno stanje, u kojem su amplituda i faza harmonika (frekvencijskih komponenti) odgovora približno konstantne tijekom vremena. Analogijom s odgovorom u stabilnom stanju rezonantnog kruga koji slijedi početni prijelazni odgovor, definirao je idealizirani izazvani potencijal u stabilnom stanju kao oblik odgovora na ponavljajuću senzornu stimulaciju u kojoj frekvencijske komponente odgovora ostaju konstantne tijekom vremena u amplitudi i faza.
Iako ova definicija podrazumijeva niz identičnih vremenskih valnih oblika, korisnije je definirati metodu izazvanog potencijala (SSEP) u smislu frekvencijskih komponenti, koje su alternativni opis valnog oblika u vremenskoj domeni,budući da različite frekvencijske komponente mogu imati potpuno različita svojstva. Na primjer, svojstva visokofrekventnog SSEP treperenja (čije vrhunac iznosi oko 40-50 Hz) odgovaraju onima naknadno otkrivenih magnocelularnih neurona u retini majmuna makakija, dok svojstva SSEP treperenja srednje frekvencije (koje doseže vrhunac na oko 15-20 Hz) odgovaraju onima parvocelularnih neurona. Budući da se SSEP može u potpunosti opisati u smislu amplitude i faze svake frekvencijske komponente, kvantificira se jedinstvenije od prosječnog prolaznog izazvanog potencijala.
Neuropiziološki aspekt
Ponekad se kaže da se SSEP dobivaju podražajima s velikom stopom ponavljanja, ali to nije uvijek točno. U principu, sinusoidno modulirani podražaj može izazvati SSEP čak i ako je njegova stopa ponavljanja niska. Zbog visoke frekvencije SSEP-a, visokofrekventni pejsing može rezultirati gotovo sinusoidnim SSEP valnim oblikom, ali to nije definicija SSEP-a. Koristeći zoom-FFT za snimanje SSEP-a s teoretskom granicom spektralne razlučivosti od ΔF (gdje je ΔF u Hz recipročna vrijednost trajanja snimanja u sekundama), Regan je otkrio da varijabilnost amplitudske faze SSEP-a može biti prilično mala. Širina pojasa frekvencijskih komponenti SSEP može biti na teoretskoj granici spektralne razlučivosti do najmanje 500 sekundi trajanja snimanja (u ovom slučaju 0,002 Hz). Ovo je sve dio metode evociranog potencijala.
Značenje i primjena
Ova metoda omogućuje istovremeno snimanje više (npr. četiri) SSEP-a s bilo kojeg mjesta na tjemenu. Različita mjesta stimulacije ili različiti podražaji mogu se označiti neznatno različitim frekvencijama, koje su gotovo identične frekvencijama mozga (izračunate pomoću metode izazvanog potencijala mozga), ali se lako odvajaju pomoću Fourierovih analizatora.
Na primjer, kada su dva nezaštićena izvora svjetlosti modulirana na nekoliko različitih frekvencija (F1 i F2) i postavljena jedan na drugi, u SSEP-u se stvara više nelinearnih komponenti unakrsne frekvencijske modulacije (mF1 ± nF2)., gdje su m i n cijeli brojevi. Ove komponente omogućuju vam da istražite nelinearnu obradu u mozgu. Označavanjem frekvencije dviju međusobno postavljenih mreža, prostorna frekvencija i svojstva prilagodbe orijentacije moždanih mehanizama koji obrađuju prostorni oblik mogu se izolirati i proučavati.
Također se mogu označiti podražaji različitih senzornih modaliteta. Na primjer, vizualni podražaj treperi na Fv Hz, a istovremeno predstavljeni slušni ton je amplitudno moduliran na Fa Hz. Postojanje (2Fv + 2Fa) komponente u izazvanom magnetskom odgovoru mozga pokazalo je područje audiovizualne konvergencije u ljudskom mozgu, a raspodjela odgovora po glavi omogućila je lokalizaciju ovog područja mozga. Nedavno se označavanje frekvencije proširilo s istraživanja senzorne obrade na istraživanje selektivne pažnje i svijesti.
Počisti
Metoda pomicanjaje podvrsta metode evociranog potencijala vp. Na primjer, dijagram amplitude odgovora naspram veličine uzorka šahovnice stimulansa može se dobiti za 10 sekundi, što je mnogo brže od prosječenja u vremenskoj domeni za snimanje izazvanog potencijala za svaku od nekoliko veličina kontrole.
Shematski
U originalnoj demonstraciji ove tehnike, sinusni i kosinusni produkti bili su hranjeni kroz niskopropusne filtere (kao u SSEP snimanju) dok su se promatrali fini testni krug čiji su se crno-bijeli kvadrati mijenjali šest puta u sekundi. Veličina kvadrata se zatim postupno povećavala kako bi se dobila dijagram amplitude evociranog potencijala naspram kontrolne veličine (otuda riječ "sweep"). Naknadni su autori implementirali tehniku sweep koristeći računalni softver kako bi povećali prostornu frekvenciju rešetke u nizu malih koraka i izračunali prosjek vremenske domene za svaku diskretnu prostornu frekvenciju.
Jedan zamah može biti dovoljan, ili će možda biti potrebno prosječiti grafove u nekoliko pomicanja. Prosječno 16 poteza može poboljšati omjer signala i šuma grafa za faktor četiri. Tehnika sweep pokazala se korisnom za mjerenje vizualnih procesa koji se brzo prilagođavaju, kao i za snimanje djece, gdje je trajanje nužno kratko. Norcia i Tyler koristili su tehniku za dokumentiranje razvoja vidne oštrine ikontrastna osjetljivost tijekom prvih godina života. Naglasili su da u dijagnosticiranju abnormalnog vidnog razvoja, što su razvojne norme točnije, to se jasnije može razlikovati abnormalan od normalnog, te je u tu svrhu dokumentiran normalan vidni razvoj u velikoj skupini djece. Dugi niz godina tehnika sweep se koristi u dječjim oftalmološkim klinikama (u obliku elektrodijagnostike) diljem svijeta.
Prednosti metode
Već smo govorili o suštini metode evociranog potencijala, a sada vrijedi govoriti o njezinim prednostima. Ova tehnika omogućuje SSEP-u da izravno kontrolira podražaj koji izaziva SSEP bez svjesne intervencije eksperimentalnog subjekta. Na primjer, pomični prosjek SSEP-a može se urediti tako da poveća svjetlinu stimulansa šahovnice ako amplituda SSEP padne ispod neke unaprijed određene vrijednosti i smanji svjetlinu ako poraste iznad te vrijednosti. Amplituda SSEP-a tada oscilira oko ove zadane vrijednosti. Sada se valna duljina (boja) podražaja postupno mijenja. Dobiveni dijagram ovisnosti svjetline podražaja o valnoj duljini je graf spektralne osjetljivosti vidnog sustava. Bit metode evociranih potencijala (VP) neodvojiva je od grafikona i dijagrama.
Elektroencefalogrami
Godine 1934. Adrian i Matthew primijetili su da se potencijalne promjene u okcipitalnom EEG-u mogu uočiti svjetlosnom stimulacijom. Dr. Cyganek razvio je prvu nomenklaturu za okcipitalne EEG komponente 1961. godine. Tijekom iste godine Hirsch injegovi su kolege zabilježili vizualno evocirani potencijal (VEP) na okcipitalnom režnju (izvana i iznutra). Godine 1965. Spelmann je koristio stimulaciju šahovske ploče kako bi opisao ljudski WEP. Shikla i suradnici dovršili su pokušaj lokalizacije struktura u primarnom vizualnom putu. Halliday i suradnici dovršili su prve kliničke studije bilježenjem odgođenih VEP-a u bolesnika s retrobulbarnim neuritisom 1972. godine. Od 1970-ih do danas provedena je velika količina opsežnih istraživanja kako bi se poboljšali postupci i teorije, a ova metoda je testirana i na životinjama.
Nedostaci
Raspršeni svjetlosni podražaj rijetko se koristi ovih dana zbog velike varijabilnosti unutar i između ispitanika. Međutim, ovaj tip je povoljan kod testiranja dojenčadi, životinja ili ljudi sa slabom vidnom oštrinom. Uzorci šahovnice i rešetkasti uzorci koriste svijetle i tamne kvadrate i pruge. Ovi kvadrati i pruge jednake su veličine i prikazane su jedan po jedan na zaslonu računala (kao dio metode evociranog potencijala).
Postavljanje elektroda iznimno je važno za postizanje dobrog VEP odgovora bez artefakata. U tipičnoj (jednokanalnoj) postavci, jedna elektroda se nalazi 2,5 cm iznad iona, a referentna elektroda nalazi se na Fz. Za detaljniji odgovor, dvije dodatne elektrode mogu se postaviti 2,5 cm desno i lijevo od unce.
Auditivna metoda evociranih potencijala mozga
Možekoristi se za praćenje signala generiranog zvukom kroz uzlazni slušni put. Evocirani potencijal se stvara u pužnici, prolazi kroz pužnični živac, kroz jezgru pužnice, gornji kompleks masline, lateralni lemniscus, do inferiornog kolikula u srednjem mozgu, do medijalnog koljeničnog tijela i konačno do moždane kore. Ovako djeluje metoda evociranih potencijala središnjeg živčanog sustava, koja se provodi uz pomoć zvuka.
Slušni izazvani potencijali (AEP) su potklasa potencijala povezanih s događajima (ERP). ERP-ovi su odgovori mozga koji su vremenski vezani za događaj kao što je senzorni podražaj, mentalni događaj (prepoznavanje ciljanog podražaja) ili preskakanje podražaja. Za AEP, "događaj" je zvuk. AEP (i ERP) su vrlo mali električni naponski potencijali koji potječu iz mozga, snimljeni s tjemena kao odgovor na slušni podražaj kao što su različiti tonovi, zvukovi govora, itd.
Potencijali izazvani slušnim moždanim deblom su mali AEP-ovi koji se snimaju kao odgovor na slušni podražaj od elektroda postavljenih na tjeme.
AEP se koriste za procjenu slušne funkcije i neuroplastičnosti. Mogu se koristiti za dijagnosticiranje teškoća u učenju kod djece, pomažući u razvoju specijaliziranih obrazovnih programa za osobe s problemima sluha ili kognicije. U okviru kliničke psihologije vrlo se često koristi metoda evociranih potencijala.
