脳波とは何ですか？ （EEG）



の 脳波図 （EEG）は脳の生体電気活動を記録し評価するために使用されるテストです。電位は患者の頭皮にある電極を通して得られます.

記録は、脳波計を介して動く紙に印刷することも、モニターで見ることもできます。脳の電気的活動は、安静時、覚醒時、または睡眠時の基本状態で測定することができます。.

脳波は、他の多くの用途の中でも、てんかん、睡眠障害、脳症、昏睡および脳死の診断に使用されます。研究にも使えます.

以前は腫瘍や脳卒中などの局所性脳障害を検出するために使用されていました。今日、磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）およびコンピュータ断層撮影法（ＣＴ）が使用されている。.

脳波の歴史

脳波の歴史は、プロイセン軍の医者であるフリストとヒツィヒが軍の脳で調査した1870年に始まります。これらはセダンの戦いで発見されました。彼らはすぐに、電流を流して脳のある部分を刺激することによって、体の動きが発生することに気づきました。.

しかし、それは1875年に医師のRichard Birmick Catonが脳が電流を発生させることを確認した時でした。マウスとサルに関する彼の研究のおかげです。その後、これにより、神経内科医フェリエは「ファラデー電流」で実験し、脳内の運動機能を特定することができました。.

1913年に、ウラジミールPravdich-Neminskyは、彼が犬の神経系を調べて、「電気脳波図」と呼んだことを最初に実行しました。その時まで、頭蓋骨の内側に達する拡大手順がなかったので、すべての観察は覆われていない脳で行われました.

1920年に、ハンスバーガーは人間で実験し始めました、そして9年後、彼は脳の電気的活動を測定する方法を作りました。電気的な脳のゆらぎの記録を特徴づけるために「脳波図」という用語を造った.

このドイツの神経内科医は、「ベルガーのリズム」を発見した人でした。つまり、視床の同期的な電気的活動から生じる電磁振動からなる現在の「アルファ波」です。. 

Berger、彼の偉大な発見にもかかわらず、私は彼の乏しい技術的知識のためにこの方法を進めることができません。.

1934年、AdrianとMatthewsは、Physiology Society（Cambridge）でのデモで「Bergerのリズム」をチェックすることができました。これらの著者はより良い技術で進歩して、毎秒10ポイントの規則的で広いリズムが脳全体からではなく、関連の視覚領域から生じたことを示しました.

その後、フレデリック・ゴラは、特定の疾患において脳活動の周期的な振動に変化があることを確認しました.

これはてんかんの研究における大きな進歩を可能にし、このトピックの困難さと不可欠な方法で脳を研究する必要性を認識するようになりました。 1934年、Fisher and Lowenbackはてんかん様ピークを決定することができました。.

最後に、ロボット工学の北アメリカの神経学専門家、ウィリアムグレイウォルターは彼自身のバージョンの脳波を開発し、そして改良を加えた。彼のおかげで、アルファ波からデルタまで、さまざまな種類の脳波を検出することが可能になりました。.

脳波のしくみ?

標準的な脳波は、導電性ゲルで頭皮に電極を取り付けることによって行われる非侵襲的で痛みのないスキャンです。それは2つの電極間の電圧の相違を測定する記録チャネルを備えています。通常16〜24本のリード線が使用されます.

電極対は組み合わされて、いわゆる「モンタージュ」を作り出し、それは双極性（横断方向および長手方向）および単極性（参照）であり得る。バイポーラアセンブリは、脳活動領域における電位差を記録するために使用され、一方、単極は、活動的な脳の領域と活動のないまたは中性の活動のある別の脳の領域とを比較する.

活性領域と全てまたはいくつかの活性電極の平均との差もまた測定することができる。.

侵襲性の電球（脳の内側）は側頭葉の近心表面のような届きにくい領域を詳細に研究するために使用することができます。.

また、大脳皮質の電気的活動を検出するために脳の表面近くに電極を挿入する必要があるかもしれません。電極は通常頭蓋骨の切開を通して硬膜（髄膜の層の一つ）の下に位置しています.

この手順は、皮質電図検査と呼ばれ、耐性てんかんの治療や調査に使用されます。.

「10-20システム」として知られている電極配置のための標準化されたシステムがあります。これは、電極間の距離が前面（前面から背面）または横軸（脳の一方の側から他方の側へ）に対して10％または20％でなければならないことを意味します。.

21個の電極を配置し、各電極を差動アンプの入力に接続します。増幅器は、活性電極と参照電極との間の電圧を１０００倍から１０００００倍の間で拡大する。.

現在、アナログ信号は使用されておらず、デジタルアンプが使用されています。デジタルEEGには大きな利点があります。例えば、それは信号の分析および記憶を容易にする。さらに、フィルター、感度、記録時間、アセンブリなどのパラメーターを変更することもできます。.

EEG信号はOpenBCIなどのオープンソースハードウェアに登録できます。一方、シグナルはEEGLABやNeurophysiological Biomarker Toolboxなどのフリーソフトウェアで処理することができます。.

脳波信号は、頭蓋表面の２点間の電位差（ｄｐｄ）によって表される。各点は電極です.

脳波の脳波

私たちの脳は、私たちのニューロンを通って伝わる電気インパルスを通して働きます。これらの衝動はリズミカルでもそうでなくてもよく、脳波として知られています.

リズムは規則的な波から成り、それは同じ形態と持続時間を持ち、そしてそれ自身の周波数を維持します。.

波は、周波数、つまり1秒間に波が繰り返される回数によって分類され、ヘルツ（Hz）で表されます。頻度には特定の地形分布と反応性があります。頭皮で観察される脳信号の大部分は、1〜30 Hzの範囲にあります。.

一方、振幅も測定されます。これはベースラインと波のピークの間の距離の比較から決定されます。波の形態は、点 - 波複合体および/または鋭い波 - 遅い波において鋭く、尖っていてもよい。.

脳波図では、アルファ、ベータ、シータ、およびデルタとして知られる4つの主な帯域幅を観測できます。.

ベータ波

それらは14〜35 Hzの広帯域波で構成されています試験や勉強など、強い精神的な努力を要する活動をしているときに現れます。.

アルファ波

それらは以前のものよりも振幅が大きく、それらの周波数は8から13 Hzの間で振動します。目を閉じたり、目を覚まし夢を見たり、非常に自動化された活動を実行したりしたときにも表示されます。.

シータ波

それらはより大きな振幅を有するがより低い周波数（４から８Ｈｚの間）を有する。彼らは、眠り始める前の、大きなリラックスの状態を反映しています。特に、それは睡眠の最初の段階に関連しています. 

デルタ波

これらの波は、最も低い周波数（1〜3 Hz）を持っています。彼らはより深い睡眠段階（あなたが通常夢見ていない段階3と4）と関連しています.

脳波はどのように実行されますか?

EEGを実行するには、患者は目を閉じて暗い環境でリラックスする必要があります。通常それは約30分続きます.

最初に、間欠的光刺激（異なる周波数の光刺激を加える）または過換気（定期的に3分間深く呼吸する）などの活性化テストが行​​われます。.

それはまた睡眠を誘発するか、または逆に患者を覚醒させ続けることができる。これは、研究者が観察または検証しようとしている内容によって異なります。.

どのように解釈されますか?

脳波を解釈するためには、患者の年齢や状態に応じて脳の正常な活動を知る必要があります。解釈エラーを最小限にするために、アーティファクトと起こり得る技術的問題を調べることも必要です。.

てんかん様活動がある場合（脳てんかんの進行が示唆される場合）、脳波は異常である可能性があります。これは、ローカライズ、一般化、または特定の珍しいパターンで発生する可能性があります。.

特定の場所に遅い波が表示されている場合も異常です。または、一般化された非同期性が見つかりました。振幅に異常が発生したり、法線から逸脱した痕跡があったりする場合もあります。.

現在、ビデオＥＥＧモニタリング、携帯型ＥＥＧ、遠隔測定、脳マッピング、ならびに皮質皮質造影法などの他のより高度な技術が開発されている。.

脳波の種類

脳波には以下の種類があります。

ベースライン脳波

これは、患者が覚醒状態にあるときに行われるため、準備は必要ありません。探査に影響を与える可能性のある製品の使用を避けるために、頭皮の良好な洗浄が行われます.

睡眠不足の期間における脳波

事前の準備が必要です。患者はその完了前に24時間起きていなければなりません。これは、基礎ＥＥＧを通して得ることができない異常を検出するために夢の位相の生理学的追跡をすることを可能にするために行われる。.

ビデオ脳波

それは正常な脳波ですが、その際立った特徴は患者がその過程の間にビデオテープに録画されることです。その目的は、危機または偽危機が発生したかどうかを観察するための視覚的および電気的記録を取得することです。.

脳死脳波

大脳皮質活動またはその欠如を観察することは必要な技術です。それはいわゆる「脳死プロトコル」の最初のステップです。臓器の摘出および/または移植のための装置を始動することは不可欠です.

脳波の臨床応用

脳波は、さまざまな臨床的および神経心理学的状態で使用されています。その用途をいくつか紹介します。

てんかんを検出する

てんかんの脳波は、心因性の危機、失神、運動障害、片頭痛などの他の病状と区別することを可能にするので、診断の基本です。.

それはまた、てんかん症候群の分類、ならびにその進行および治療の有効性の制御に役立つ。.

脳症を検出する

脳症は脳の損傷または機能不全を伴う。脳波のおかげで、特定の症状が「器質的な」脳の問題によるものであるか、または他の精神障害の産物であるかを知ることができます。.

麻酔管理

脳波は、患者が昏睡状態に陥ったり目覚めたりするのを防ぎ、麻酔の深さを制御するのに役立ちます。.

脳機能を監視する

EEGは集中治療室で脳機能を制御するために不可欠です。特に発作、誘発性昏睡状態の患者における鎮静剤および麻酔の効果、ならびに二次脳損傷のチェック。例えば、くも膜下出血で起こりうること.

異常機能の検出

脳に影響を与える可能性がある身体の異常な変化を診断するために使用されます。通常、アルツハイマー病、外傷性脳損傷、感染症、腫瘍などの脳疾患を診断または監視するために必要な処置です。.

特定の脳波パターンは、いくつかの病状の診断にとって重要であり得る。例えば、ヘルペス脳炎、脳の無酸素症、バルビツール酸中毒、肝性脳症、またはクロイツフェルト - ヤコブ病. 

適切な脳の発達を確認する

新生児では、脳波は脳についての情報を提供して、その寿命に従って起こり得る異常を識別することができます。.

昏睡または脳死を特定する

脳波は、患者の意識状態を評価するために必要です。それは予後と脳活動の遅さの程度の両方に関するデータを提供します。したがって、頻度が低いほど意識レベルが低下していることを示します。.

それはまた、脳の活動が連続的であるか不連続的であるか、てんかん様活動の存在（より悪い予後を示す）および刺激に対する反応性（これは昏睡の深さを示す）を観察することを可能にする。.

さらに、それを通して、睡眠パターンの存在をチェックすることができます（それは昏睡がより深くなってもまれです）。.

夢の中の病理

EEGは、複数の睡眠病態の診断と治療にとって非常に重要です。眠っている間に患者を診察し、脳波の特徴を観察することができます。.

土壌研究に最も一般的に使用されているテストは睡眠ポリグラフです。これは、脳波を含めることに加えて、同時に患者をビデオに記録する。さらに、筋肉活動、呼吸運動、気流、酸素飽和度などを分析することができます。.

調査

調査には脳波図を用いた。特に神経科学、認知、神経言語学的および精神生理学的心理学において。実際、私たちが今日私たちの脳について知っていることの多くは、脳波図を用いて行われた研究によるものです。.

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