Amplitudinea potențialului evocat tinde să fie scăzută, variind de la mai puțin de un microvolt la câțiva, în comparație cu zeci de microvolți pentru electroencefalografie (EEG), milivolți pentru electromiografie (EMG) și adesea aproape de 20 milivolți pentru electrocardiogramă (ECG). Medierea semnalului este de obicei necesară pentru a rezolva aceste potențiale de amplitudine scăzută în fața EEG, ECG, EMG și a altor semnale biologice în curs de desfășurare și a zgomotului ambiental. Semnalul este sincronizat cu stimul și cea mai mare parte a zgomotului este aleatoriu, permițând ca zgomotul să fie mediat pe răspunsurile repetate.
Impulsuri și semnale
Semnalele pot fi înregistrate de la cortexul cerebral, trunchiul cerebral, măduva spinării și nervii periferici. De obicei, termenul „potențial evocat” este rezervat răspunsurilor care implică înregistrarea sau stimularea structurilor din sistemul nervos central.sisteme. Astfel, potențialele evocate ale nervilor motorii sau senzoriali complexe utilizate în studiile de conducere nervoasă nu sunt de obicei considerate potențiale evocate, deși se potrivesc definiției de mai sus.
Potențiale evocate senzoriale
Acestea sunt înregistrate de la sistemul nervos central după stimularea senzorială, cum ar fi potențialele evocate vizual datorită unei lumini intermitente sau a unui model în schimbare pe un monitor, potențialele auditive evocate de un stimul de clic sau ton prezentate prin căști sau tactile sau potenţialul somatosenzorial evocat de stimularea tactilă sau electrică a unui nerv senzitiv sau mixt la periferie. Potențialele evocate senzoriale au fost utilizate pe scară largă în medicina de diagnostic clinic încă din anii 1970, precum și în monitorizarea neurofiziologică intraoperatorie, cunoscută sub numele de neurofiziologie chirurgicală. Datorită ei, metoda potențialelor evocate a devenit realitate.
Vizualizări
Există două tipuri de potențiale evocate în utilizare clinică pe scară largă:
- Potențiale evocate auditive, de obicei înregistrate pe scalp, dar care apar la nivelul trunchiului cerebral.
- Potențialele evocate vizual și potențialele evocate somatosenzoriale care rezultă din stimularea electrică a unui nerv periferic.
Anomalii
Long și Allen au raportat anomaliipotențialele cerebrale (BAEP) evocate de potențialele auditive la o femeie alcoolică care se recuperează după sindromul de hipoventilație centrală dobândită. Acești cercetători au emis ipoteza că trunchiul cerebral al pacientului lor a fost otrăvit, dar nu a fost distrus de alcoolismul ei cronic. Metoda potențialelor evocate ale creierului facilitează diagnosticarea unor astfel de lucruri.
Definiție generală
Un potențial evocat este răspunsul electric al creierului la un stimul senzorial. Regan a construit un analizor analog din seria Fourier pentru a înregistra potențialele armonice evocate în lumină pâlpâitoare (modulată sinusoidal). În loc să integreze produse sinus și cosinus, Regan a alimentat semnale către un înregistrator cu procesor dublu prin filtre trece-jos. Acest lucru i-a permis să demonstreze că creierul a atins o stare de echilibru, în care amplitudinea și faza armonicilor (componentele de frecvență) ale răspunsului au fost aproximativ constante în timp. Prin analogie cu răspunsul la starea de echilibru al unui circuit rezonant care urmează răspunsul tranzitoriu inițial, el a definit potențialul evocat idealizat în stare de echilibru ca o formă de răspuns la stimularea senzorială repetitivă în care componentele de frecvență ale răspunsului rămân constante în timp în amplitudine și faza.
Deși această definiție implică o serie de forme de undă de timp identice, este mai util să se definească metoda potențialului evocat (SSEP) în ceea ce privește componentele de frecvență, care reprezintă o descriere alternativă a formei de undă în domeniul timpului,deoarece componentele de frecvență diferite pot avea proprietăți complet diferite. De exemplu, proprietățile pâlpâirii SSEP de în altă frecvență (care atinge vârfuri la aproximativ 40–50 Hz) corespund cu cele ale neuronilor magnocelulari descoperiți ulterior în retina maimuței macac, în timp ce proprietățile pâlpâirii SSEP de frecvență medie (care atinge vârfuri la aproximativ 15–20 Hz) corespund celor ale neuronilor parvocelulari. Deoarece SSEP poate fi descris pe deplin în termeni de amplitudine și faza fiecărei componente de frecvență, este cuantificat mai unic decât potențialul evocat tranzitoriu mediu.
Aspect neurofiziologic
Uneori se spune că SSEP-urile sunt obținute prin stimuli cu rată mare de repetiție, dar acest lucru nu este întotdeauna corect. În principiu, un stimul modulat sinusoid poate induce SSEP chiar dacă rata de repetiție a acestuia este scăzută. Datorită declinului de în altă frecvență a SSEP, stimularea de în altă frecvență poate duce la o formă de undă SSEP aproape sinusoidală, dar aceasta nu este definiția SSEP. Folosind zoom-FFT pentru a înregistra SSEP cu o limită de rezoluție spectrală teoretică de ΔF (unde ΔF în Hz este reciproca duratei înregistrării în secunde), Regan a descoperit că variabilitatea amplitudinii-fază a SSEP poate fi destul de mică. Lățimea de bandă a componentelor de frecvență SSEP poate fi la limita teoretică a rezoluției spectrale până la cel puțin 500 de secunde din durata înregistrării (în acest caz 0,002 Hz). Toate acestea fac parte din metoda potențialului evocat.
Semnificație și aplicare
Această metodă permite înregistrarea simultană a mai multor (de exemplu, patru) SSEP din orice locație dată de pe scalp. Diferite locuri de stimulare sau diferiți stimuli pot fi marcați cu frecvențe ușor diferite, care sunt aproape identice cu frecvențele creierului (calculate folosind metoda potențialului evocat al creierului), dar sunt ușor separate de analizoarele din seria Fourier.
De exemplu, atunci când două surse de lumină neproprietate sunt modulate la mai multe frecvențe diferite (F1 și F2) și suprapuse una peste alta, în SSEP sunt create mai multe componente de modulare încrucișată a frecvenței neliniare (mF1 ± nF2)., unde m și n sunt numere întregi. Aceste componente vă permit să explorați procesarea neliniară din creier. Prin marcarea frecvenței celor două grile suprapuse, frecvența spațială și proprietățile de ajustare a orientării ale mecanismelor creierului care procesează forma spațială pot fi izolate și studiate.
Pot fi, de asemenea, etichetați stimuli cu diferite modalități senzoriale. De exemplu, un stimul vizual a pâlpâit la Fv Hz și un ton auditiv prezentat simultan a fost modulat în amplitudine la Fa Hz. Existența unei componente (2Fv + 2Fa) în răspunsul magnetic al creierului evocat a demonstrat o zonă de convergență audiovizuală în creierul uman, iar distribuția răspunsului peste cap a făcut posibilă localizarea acestei zone a creierului.. Recent, etichetarea frecvenței s-a extins de la cercetarea procesării senzoriale la cercetarea atenției selective și a conștiinței.
Sweep
Metoda Sweepeste o subspecie a metodei potentialului evocat vp. De exemplu, o diagramă a amplitudinii răspunsului față de dimensiunea modelului de șah al stimulului poate fi obținută în 10 secunde, ceea ce este mult mai rapid decât media pe domeniul temporal pentru a înregistra potențialul evocat pentru fiecare dintre mai multe dimensiuni de control.
Schematic
În demonstrația originală a acestei tehnici, produsele sinus și cosinus au fost alimentate prin filtre trece-jos (ca în înregistrarea SSEP) în timp ce se vedea un circuit de testare fin ale cărui pătrate alb-negru se schimbau de șase ori pe secundă. Mărimea pătratelor a fost apoi crescută treptat pentru a obține o diagramă a amplitudinii potențialului evocat față de dimensiunea de control (de unde cuvântul „mătură”). Autorii următori au implementat o tehnică de măturare folosind software de calculator pentru a crește frecvența spațială a rețelei într-o serie de pași mici și pentru a calcula media în domeniul timpului pentru fiecare frecvență spațială discretă.
O singură trecere poate fi suficientă sau poate fi necesar să se facă o medie a graficelor pe mai multe scanări. În medie, 16 depășiri poate îmbunătăți raportul semnal-zgomot al graficului cu un factor de patru. Tehnica de măturare s-a dovedit utilă pentru măsurarea proceselor vizuale cu adaptare rapidă, precum și pentru înregistrarea copiilor, unde durata este neapărat scurtă. Norcia și Tyler au folosit tehnica pentru a documenta dezvoltarea acuității vizuale șisensibilitatea la contrast în primii ani de viață. Ei au subliniat că în diagnosticarea dezvoltării vizuale anormale, cu cât normele de dezvoltare sunt mai precise, cu atât se poate distinge mai clar între anormal și normal și, în acest scop, dezvoltarea vizuală normală a fost documentată la un grup mare de copii. De mulți ani, tehnica de măturare a fost folosită în clinicile de oftalmologie pediatrică (sub formă de electrodiagnostic) din întreaga lume.
Beneficiile metodei
Deja am vorbit despre esența metodei potențial evocat, acum merită să vorbim despre avantajele acesteia. Această tehnică permite SSEP să controleze direct stimulul care provoacă SSEP fără intervenția conștientă a subiectului experimental. De exemplu, o medie mobilă a SSEP poate fi aranjată pentru a crește luminozitatea stimulului de șah dacă amplitudinea SSEP scade sub o valoare predeterminată și pentru a reduce luminozitatea dacă crește peste acea valoare. Amplitudinea SSEP oscilează apoi în jurul acestui punct de referință. Acum, lungimea de undă (culoarea) stimulului se schimbă treptat. Graficul obținut al dependenței luminozității stimulului de lungimea de undă este un grafic al sensibilității spectrale a sistemului vizual. Esența metodei potențialelor evocate (VP) este inseparabilă de grafice și diagrame.
Electroencefalograme
În 1934, Adrian și Matthew au observat că potențialele modificări ale EEG-ului occipital pot fi observate cu stimularea luminii. Dr. Cyganek a dezvoltat prima nomenclatură pentru componentele EEG occipitale în 1961. În cursul aceluiaşi an Hirsch şicolegii săi au înregistrat potențialul evocat vizual (VEP) pe lobul occipital (în exterior și în interior). În 1965, Spelmann a folosit stimularea tablei de șah pentru a descrie WEP uman. Shikla și colegii au finalizat o încercare de a localiza structurile în calea vizuală primară. Halliday și colegii săi au finalizat primele studii clinice prin înregistrarea VEP întârziate la un pacient cu nevrită retrobulbară în 1972. Din anii 1970 până în prezent, s-au făcut o mare cantitate de cercetări ample pentru a îmbunătăți procedurile și teoriile, iar această metodă a fost testată și pe animale.
Defecte
Stimulul de lumină împrăștiată este rar folosit în zilele noastre din cauza variabilității mari atât în interiorul subiecților, cât și între subiecți. Cu toate acestea, acest tip este avantajos atunci când se testează sugari, animale sau persoane cu acuitate vizuală slabă. Modelele de șah și zăbrele folosesc pătrate și, respectiv, dungi deschise și întunecate. Aceste pătrate și dungi au dimensiuni egale și sunt prezentate unul câte unul pe ecranul computerului (ca parte a metodei potențialului evocat).
Plasarea electrozilor este extrem de importantă pentru a obține un răspuns bun VEP fără artefacte. Într-o configurație tipică (un singur canal), un electrod este situat la 2,5 cm deasupra ionului, iar electrodul de referință este situat la Fz. Pentru un răspuns mai detaliat, doi electrozi suplimentari pot fi plasați la 2,5 cm la dreapta și la stânga unciei.
Metoda auditivă a potențialelor evocate ale creierului
El poatefolosit pentru a urmări semnalul generat de sunet prin calea auditivă ascendentă. Potențialul evocat este generat în cohlee, trece prin nervul cohlear, prin nucleul cohlear, complexul olivar superior, lemniscul lateral, către coliculul inferior din mesenencefal, către corpul geniculat medial și, în final, către cortexul cerebral. Așa funcționează metoda potențialelor evocate ale sistemului nervos central, realizată cu ajutorul sunetului.
Potențialele evocate auditive (AEP) sunt o subclasă de potențiale legate de evenimente (ERP). ERP-urile sunt răspunsuri ale creierului care sunt legate în timp de un eveniment, cum ar fi un stimul senzorial, un eveniment mental (recunoașterea unui stimul țintă) sau omiterea unui stimul. Pentru AEP, un „eveniment” este un sunet. AEP-urile (și ERP-urile) sunt potențiale de tensiune electrică foarte mici care provin din creier, înregistrate de pe scalp ca răspuns la un stimul auditiv, cum ar fi diverse tonuri, sunete de vorbire etc.
Potențialele evocate auditive ale trunchiului cerebral sunt mici AEP care sunt înregistrate ca răspuns la un stimul auditiv de la electrozii plasați pe scalp.
AEP sunt folosite pentru a evalua funcția auditivă și neuroplasticitatea. Ele pot fi utilizate pentru diagnosticarea dificultăților de învățare la copii, ajutând la dezvoltarea de programe educaționale specializate pentru persoanele cu probleme de auz sau de cunoaștere. În cadrul psihologiei clinice, metoda potențialelor evocate este folosită destul de des.
