Zastosowania EEG

Zastosowania EEG
Anna Karcz Katarzyna Paluch Małgorzata Zarzycka Michał Denkiewicz
Pedagogika UW
Psychologia UW
Psychologia UW
Psychologia
Psychologia UW
MISMaP UW
Hipnogram - zapis snu
Od początków istnienia EEG było wykorzystywane w badaniach nad korelacją
różnych rytmów mózgowych z funkcjami psychicznymi.
Jedną z największych zasług wprowadzenia techniki EEG było udokumentowanie
występowania w czasie snu dwóch faz:
Osobowość - Czym różni się EEG ekstrawertyka od introwertyka? Udało się
wykazać korelację pomiędzy wyższą częstotliwością rytmu alfa a cechami
osobowości tj.:impulsywność, pobudliwość, ekstrawertywność. Ponadto
otrzymane wyniki wydają się świadczyć o związku wysokich częstotliwości rytmu
alfa z nastawieniem na eksplorację środowiska. Niższe częstotliwości rytmu alfa
wydają się natomiast korelować z procesami o podłożu wewnątrzmózgowym.
Wiele badań wskazuje także na zwiększony udział fal alfa w zapisie aktywności
lewej półkuli w czasie przeżywania emocji pozytywnych i prawej półkuli podczas
emocji negatywnych.
REM , tzw. sen paradoksalny: nazwa pochodzi od skrótu ang. słów opisujących
jego najbardziej charakterystyczną cechę: rapid eye movements, czyli
szybkie ruchy oczu. Rozpoznanie tej fazy jest możliwe nawet bez
zastosowania specjalistycznej aparatury dzięki widocznym przez powieki,
szybkim ruchom gałek ocznych. Przypominającym te, które wykonujemy
patrząc na coś. Drugi termin „sen paradoksalny” odnosi się natomiast do
charakterystyk zapisu EEG który bardziej przypomina zapis aktywności
mózgu podczas czuwania niż w czasie snu.
NREM (Non-REM) , tzw. sen wolnofalowy. Dominują w nim fale o niskiej
częstotliwości: theta (4 – 7, 5Hz) i delta (< 4Hz). Fale wolne Świadczą
o zsynchronizowanej pracy dużych populacji neuronów. Praca taka jest
możliwa jedynie w późnych fazach NREM, gdyż w każdym innym stanie
kora mózgowa jest bombardowana informacjami sensorycznymi. Chociaż
w fazie NREM 4 narządy zmysłów nie zmniejszają swojej wrażliwości na
bodźce zewnętrzne, wzgórze przestaje przekazywać do kory mózgowej
pobudzenia sensoryczne. Wyjątek stanowią bodźce bardzo intensywne
lub szczególnie istotne dla osoby śpiącej (np. płacz dziecka), które
docierają do kory mózgowej, są uświadamiane i wywołują przebudzenie.
Inteligencja - Niektóre teorie dowodzą, że inteligencja ma bardzo silne
uwarunkowania biologiczne.
Teoria czasów latencji - Osoby bardziej inteligentne charakteryzują się krótszym
czasem latencji, czyli okresem, który mija od ekspozycji bodźca do
pojawienia się w korze potencjału czynnościowego, będącego
wyznacznikiem przetwarzania informacji.
Sznurkowa teoria inteligencji - Osoby bardziej inteligentne uzyskują w reakcji na
bodziec wykres EEG bardziej złożony, z większymi amplitudami i większą
liczbą załamków. Osoby mniej uzdolnione uzyskują wykres bardziej płaski
i gładki. Po „wyprostowaniu” obu wykresów i porównaniu długości
uzyskanych „sznurków” widzimy różnice na korzyść osób bardziej
„inteligentnych”.
W nocy mózg przechodzi kolejne fazy snu nieustannie krążąc między stanami
minimalnego pobudzenia i aktywności graniczącej ze stanem czuwania.
Asymetria półkulowa - Badania z wykorzystaniem metody EEG wykazały
zróżnicowaną aktywność półkul.
Lewa półkula jest bardziej aktywna
podczas:
I przetwarzania informacji
semantycznych
I wykonywania operacji
matematycznych
I myślenia analitycznego
I przetwarzania sekwencyjnego
I odbioru muzyki przez zawodowych
muzyków
Prawa półkula jest bardziej aktywna
podczas:
I przetwarzania bodźców
wizualno–przestrzennych
I myślenia syntetycznego
I przetwarzania równoległego
I odbioru muzyki przez amatorów
Nietypowe zastosowania
BCI (Brain-Computer Interface) umożliwia komunikację ze światem
zewnętrznym za pomocą fal mózgowych; pozwala kontrolować działanie
przedmiotów dzięki wzmocnionemu i odpowiednio przekształconemu sygnałowi
EEG. Umożliwia:
I Pomoc osobom niepełnosprawnym, zwłaszcza w ciężkim stadium ALS
(Stwardnienie zanikowe boczne, choroba neurodegeneracyjna zamykająca ludzi
w ich wewnętrznym świecie bez możliwości kontaktowania się z otoczeniem).
I Neuroprotetyka, czyli zastępowanie/przywracanie utraconych zmysłów dzięki
wykorzystaniu urządzeń zewnętrznych. Kora mózgowa jest na tyle plastyczna,
że przyjmuje i przetwarza uzyskane w ten sposób informacje tak, jakby
pochodziły z własnego narządu.
Psychiatria
Zapis EEG w chorobach psychicznych różni się od zapisu osób zdrowych
wyższym wskaźnikiem obrazów nieprawidłowych i nierzadko inną reaktywnością
na stymulacje sensoryczne.
I W ostrych psychozach organicznych zmiany mogą przejawiać się w
naprzemiennym występowaniu fal szybkich i wolnych lub w wysokonapięciowej
czynności fal theta.
I W schizofrenii również występują fale theta, przy jednoczesnej bardzo małej
ilości fal alfa.
I W chorobie afektywnej dwubiegunowej oraz w depresji zapis EEG wykazuje
obfity, regularny rytm alfa.
I W nerwicach zapis EEG zdominowany jest przez fale beta.
I U osób z zaburzeniami osobowości (np. u więźniów z cechami antysocjalnymi)
obserwuje się zwolnienie rytmu alfa.
Sprzęt do technik BCI i biofeedback
Gry EEG służące wyrabianiu prawidłowych nawyków, uczące wzmacniania
pożądanych rytmów fal mózgowych. Stosowane w treningu koncentracji. Gdy
mózg uczestnika wchodzi - w sposób niekontrolowany - w stan silnej koncentracji
uwagi, użytkownik otrzymuje informację zwrotną (na przykład piłeczkę
umieszczona w tubie połączonej z elektrodami unosi się) . Uczestnik takiego
treningu po kolejnej próbie dostrzega związek między własną aktywnością a
reakcją przyrządu i uczy się świadomie wprowadzać w stan skupienia uwagi.
Uwierzytelnianie w sieci - identyfikacja osób na podstawie unikalnych cech
przetworzonego sygnału EEG. Użytkownik komputera zakłada w tym celu
specjalne czujniki, które przesyłają zebrany sygnał do jednostki analizującej.
Studenckie Koło Naukowe Neurobiologii
http://www.biol.uw.edu.pl/sknn/