משרעת הפוטנציאל המתעוררת נוטה להיות נמוכה, ונעה בין פחות ממיקרו-וולט אחד לכמה בודדים, בהשוואה לעשרות מיקרו-וולט עבור אלקטרו-אנצפלוגרפיה (EEG), מילי-וולט עבור אלקטרומיוגרפיה (EMG), ולעיתים קרובות קרוב ל-20 מילי-וולט עבור אלקטרוקרדיוגרמה (אקג). ממוצע אותות נדרש בדרך כלל כדי לפתור את פוטנציאל המשרעת הנמוך הללו מול EEG, ECG, EMG ושאר אותות ביולוגיים ורעשי סביבה מתמשכים. האות מתוזמן לגירוי ורוב הרעש הוא אקראי, מה שמאפשר ממוצע של רעש על פני תגובות חוזרות ונשנות.
אימפולסים ואותות
ניתן לתעד אותות מקליפת המוח, גזע המוח, חוט השדרה והעצבים ההיקפיים. בדרך כלל המונח "פוטנציאל מעורר" שמור לתגובות הכרוכות בהקלטה או גירוי של מבנים במערכת העצבים המרכזית.מערכות. לפיכך, פוטנציאלים מורכבים מעוררי עצב מוטוריים או תחושתיים המשמשים במחקרי הולכה עצבית אינם נחשבים בדרך כלל לפוטנציאלים מעוררים, למרות שהם מתאימים להגדרה שלמעלה.
סנסורי מעוררים פוטנציאלים
אלה מוקלטים ממערכת העצבים המרכזית לאחר גירוי חושי, כגון פוטנציאלים המתעוררים חזותית עקב אור מהבהב או דפוס משתנה במוניטור, פוטנציאלים שמיעתיים המתעוררים על ידי גירוי קליק או טון המוצג דרך אוזניות, או מישוש או פוטנציאל סומטוסנסורי המתעורר על ידי גירוי מישוש או חשמלי של עצב חושי או מעורב בפריפריה. פוטנציאלים מעוררים חושי נמצאים בשימוש נרחב ברפואה אבחנתית קלינית מאז שנות ה-70, כמו גם בניטור נוירופיזיולוגי תוך ניתוחי, המכונה נוירופיזיולוגיה כירורגית. בזכותה הפכה שיטת מעוררי הפוטנציאל למציאות.
צפיות
יש שני סוגים של פוטנציאלים מעוררים בשימוש קליני נרחב:
- פוטנציאלים מעוררי אודיטורי, מתועדים בדרך כלל על הקרקפת, אך מתרחשים ברמת גזע המוח.
- פוטנציאלים מעוררים ויזואלית ופוטנציאלים מעוררים סומטו-חושיים הנובעים מגירוי חשמלי של עצב היקפי.
חריגות
לונג ואלן דיווחו על חריגהפוטנציאל מוחי (BAEP) המתעורר על ידי פוטנציאל שמיעתי באישה אלכוהוליסטית המתאוששת מתסמונת היפוונטילציה מרכזית נרכשת. חוקרים אלו שיערו שגזע המוח של המטופל שלהם הורעל אך לא נהרס בגלל האלכוהוליזם הכרוני שלה. השיטה של מעורר פוטנציאלים של המוח מקלה לאבחן דברים כאלה.
הגדרה כללית
פוטנציאל מתעורר הוא התגובה החשמלית של המוח לגירוי חושי. ריגן בנה מנתח אנלוגי מסדרת פורייה כדי להקליט הרמוניות פוטנציאליות מעוררות לאור מהבהב (מודול סינוסואידי). במקום לשלב מוצרי סינוס וקוסינוס, Regan הזינה אותות למקליט מעבד כפול באמצעות מסננים במעבר נמוך. זה אפשר לו להדגים שהמוח הגיע למצב יציב, שבו המשרעת והפאזה של ההרמוניות (מרכיבי התדר) של התגובה היו קבועים בערך לאורך זמן. באנלוגיה לתגובת המצב היציב של מעגל תהודה העוקב אחר התגובה החולפת הראשונית, הוא הגדיר את הפוטנציאל האידיאלי המעורר את המצב היציב כצורה של תגובה לגירוי חושי חוזר שבו מרכיבי התדר של התגובה נשארים קבועים לאורך זמן במשרעת ובמשרעת. שלב.
למרות שהגדרה זו מרמזת על סדרה של צורות גל זמן זהות, כדאי יותר להגדיר את שיטת הפוטנציאל המעורר (SSEP) במונחים של רכיבי תדר, שהם תיאור חלופי של צורת הגל בתחום הזמן,שכן רכיבי תדר שונים יכולים להיות בעלי תכונות שונות לחלוטין. לדוגמה, המאפיינים של הבהוב SSEP בתדר גבוה (שמגיע לשיא בערך 40-50 הרץ) תואמות לאלו של נוירונים מגנו-תאיים שהתגלו לאחר מכן ברשתית קוף המקוק, בעוד שהמאפיינים של הבהוב SSEP בתדר האמצעי (ששיאו בשעה בערך 15-20 הרץ) תואמים לאלו של נוירונים פרוו-תלולריים. מכיוון שניתן לתאר את SSEP במלואו במונחים של המשרעת והפאזה של כל רכיב תדר, הוא מכמת בצורה ייחודית יותר מהפוטנציאל החולף הממוצע שנוצר.
היבט נוירופיזיולוגי
לפעמים אומרים ש-SSEP מתקבלים באמצעות גירויים בקצב חזרות גבוה, אבל זה לא תמיד נכון. באופן עקרוני, גירוי בעל מווסת סינוסואידית יכול לגרום ל-SSEP גם אם קצב החזרות שלו נמוך. עקב הגלגול בתדר גבוה של SSEP, קצב תדר גבוה יכול לגרום לצורת גל SSEP כמעט סינוסואידית, אך זו לא ההגדרה של SSEP. באמצעות זום-FFT כדי להקליט SSEP עם גבול רזולוציה ספקטרלית תיאורטית של ΔF (כאשר ΔF ב-Hz הוא ההדדיות של משך ההקלטה בשניות), Regan מצא ששונות המשרעת-פאזה של SSEP יכולה להיות קטנה למדי. רוחב הפס של רכיבי תדר SSEP יכול להיות בגבול התיאורטי של רזולוציה ספקטרלית עד לפחות 500 שניות ממשך ההקלטה (במקרה זה 0.002 הרץ). כל זה חלק משיטת הפוטנציאל המתעורר.
משמעות ויישום
שיטה זו מאפשרת להקליט מספר (למשל ארבעה) SSEPs בו-זמנית מכל מיקום נתון בקרקפת. ניתן לסמן אתרי גירוי שונים או גירויים שונים בתדרים מעט שונים, שהם כמעט זהים לתדרי המוח (מחושבים בשיטת ה-brain evoked potential), אך מופרדים בקלות על ידי מנתחי סדרת פורייה.
לדוגמה, כאשר שני מקורות אור שאינם קנייניים מאופנים במספר תדרים שונים (F1 ו-F2) ומוצבים זה על גבי זה, נוצרים ב-SSEP מספר רכיבי אפנון צולב בתדרים לא-לינארים (mF1 ± nF2), כאשר m ו-n הם מספרים שלמים. רכיבים אלה מאפשרים לך לחקור עיבוד לא ליניארי במוח. על ידי סימון התדירות של שתי הרשתות המשולבות, ניתן לבודד ולחקור את מאפייני התדירות המרחבית והתאמת הכיוון של מנגנוני המוח המעבדים צורה מרחבית.
ניתן לסמן גם גירויים של אופנים חושיים שונים. לדוגמה, גירוי חזותי הבהב ב-Fv Hz וטון שמיעתי שהוצג בו-זמנית עבר אמפליטודה ב-Fa Hz. קיומו של מרכיב (2Fv + 2Fa) בתגובה המגנטית במוח המתעוררת הדגים אזור של התכנסות אודיו-ויזואלית במוח האנושי, והתפלגות התגובה על הראש אפשרה לאתר אזור זה במוח.. לאחרונה, תיוג התדרים התרחב ממחקר עיבוד חושי למחקר קשב ותודעה סלקטיבי.
Sweep
שיטת סוויפהוא תת-מין של שיטת evoked potential vp. לדוגמה, ניתן לקבל עלילה של משרעת תגובה לעומת גודל דפוס לוח שחמט גירוי תוך 10 שניות, וזה הרבה יותר מהיר מאשר ממוצע על פני תחום הזמן כדי לתעד את הפוטנציאל המתעורר עבור כל אחד ממספר גדלי בקרה.
סכמטי
בהדגמה המקורית של טכניקה זו, תוצרי הסינוס והקוסינוס הוזנו דרך מסננים במעבר נמוך (כמו בהקלטת SSEP) תוך כדי צפייה במעגל בדיקה עדין שהריבועים השחורים והלבנים שלו הוחלפו שש פעמים בשנייה. לאחר מכן גודל הריבועים הוגדל בהדרגה כדי לקבל עלילה של משרעת פוטנציאלית מתעוררת לעומת גודל שליטה (ומכאן המילה "סוויפ"). המחברים הבאים יישמו טכניקת סוויפ באמצעות תוכנת מחשב כדי להגדיל את התדירות המרחבית של הרשת בסדרה של צעדים קטנים ולחשב את ממוצע תחום הזמן עבור כל תדר מרחבי בדיד.
סריקה אחת עשויה להספיק, או שייתכן שיהיה צורך לבצע ממוצע של הגרפים על פני מספר סוויפים. ממוצע של 16 סוויפים יכול לשפר את יחס האות לרעש של הגרף בפקטור של ארבע. טכניקת הסוויפ הוכחה שימושית למדידת תהליכים חזותיים מסתגלים במהירות, כמו גם להקלטת ילדים, כאשר משך הזמן בהכרח קצר. Norcia וטיילר השתמשו בטכניקה כדי לתעד את התפתחות חדות הראייה ורגישות לניגודיות במהלך שנות החיים הראשונות. הם הדגישו כי באבחון התפתחות ראייה חריגה, ככל שהנורמות ההתפתחותיות מדויקות יותר, ניתן להבחין בצורה ברורה יותר בין חריגה לתקינה, ולשם כך תועדה התפתחות ראייה תקינה בקבוצה גדולה של ילדים. במשך שנים רבות נעשה שימוש בטכניקת הסוויפ במרפאות עיניים לילדים (בצורת אלקטרודיאגנוסטיקה) ברחבי העולם.
הטבות של השיטה
כבר דיברנו על המהות של שיטת evoked potential, עכשיו כדאי לדבר על יתרונותיה. טכניקה זו מאפשרת ל-SSEP לשלוט ישירות בגירוי שמעורר SSEP ללא התערבות מודעת של הנבדק. לדוגמה, ניתן לארגן ממוצע נע של SSEP כדי להגדיל את הבהירות של גירוי הדמקה אם משרעת ה-SSEP יורדת מתחת לערך שנקבע מראש, ולהקטין את הבהירות אם היא עולה מעל לערך זה. משרעת ה-SSEP מתנדנדת סביב נקודת ההגדרה הזו. כעת אורך הגל (צבע) הגירוי משתנה בהדרגה. העלילה המתקבלת של התלות של בהירות הגירוי באורך הגל היא גרף של הרגישות הספקטרלית של מערכת הראייה. המהות של שיטת evoked potentials (VP) אינה ניתנת להפרדה מגרפים ודיאגרמות.
אלקטרואנצפלוגרמות
בשנת 1934, אדריאן ומתיו שמו לב שניתן לראות שינויים פוטנציאליים ב-EEG העורפי עם גירוי קל. ד ר סיגנק פיתח את המינוח הראשון לרכיבי EEG עורפי ב-1961. במהלך אותה שנה הירש ועמיתיו תיעדו פוטנציאל מעורר חזותי (VEP) על האונה העורפית (בחוץ ובפנים). בשנת 1965, ספלמן השתמש בגירוי לוח שחמט כדי לתאר WEP אנושי. שיקלה ועמיתיו השלימו ניסיון לאתר מבנים במסלול החזותי העיקרי. Halliday ועמיתיו השלימו את המחקרים הקליניים הראשונים על ידי הקלטת VEPs מושהים בחולה עם דלקת עצבים רטרובולברית ב-1972. משנות ה-70 ועד היום, נעשתה כמות גדולה של מחקר מקיף לשיפור נהלים ותיאוריות, ושיטה זו נוסתה גם על בעלי חיים.
פגמים
לעתים נדירות נעשה שימוש בגירוי אור מפוזר בימינו בגלל שונות גבוהה הן בתוך והן בין הנבדקים. עם זאת, סוג זה הוא יתרון כאשר בודקים תינוקות, בעלי חיים או אנשים עם חדות ראייה ירודה. דפוסי לוח השחמט והסריג משתמשים בריבועים ופסים בהירים וכהים, בהתאמה. ריבועים ופסים אלו שווים בגודלם ומוצגים בזה אחר זה על מסך המחשב (כחלק משיטת evoked potential).
מיקום האלקטרודה חשוב ביותר כדי להשיג תגובת VEP טובה ללא חפצים. במערך טיפוסי (ערוץ יחיד), אלקטרודה אחת ממוקמת 2.5 ס"מ מעל היון ואלקטרודת הייחוס ממוקמת ב-Fz. לתשובה מפורטת יותר, ניתן למקם שתי אלקטרודות נוספות 2.5 ס"מ מימין ומשמאל לאונקיה.
שיטה אודיטורית ליצירת פוטנציאלים של המוח
הוא יכולמשמש למעקב אחר האות שנוצר על ידי צליל דרך מסלול השמיעה העולה. הפוטנציאל המתעורר נוצר בשבלול, עובר דרך עצב השבלול, דרך גרעין השבלול, קומפלקס הזית העליון, הלניסקוס הלטרלי, לקוליקלוס התחתון במוח התיכון, לגוף הג'יניקולרי המדיאלי ולבסוף לקליפת המוח. כך פועלת שיטת מעורר הפוטנציאלים של מערכת העצבים המרכזית, המתבצעת בעזרת קול.
פוטנציאלים מעוררים אודיטוריים (AEPs) הם תת-סיווג של פוטנציאלים הקשורים לאירועים (ERP). ERPs הם תגובות מוחיות הקשורות בזמן לאירוע כגון גירוי חושי, אירוע נפשי (זיהוי של גירוי מטרה), או דילוג על גירוי. עבור AEP, "אירוע" הוא צליל. AEPs (ו-ERPs) הם פוטנציאל מתח חשמלי קטן מאוד שמקורו במוח, מתועד מהקרקפת בתגובה לגירוי שמיעתי כגון צלילים שונים, צלילי דיבור וכו'.
פוטנציאלים מעוררי גזע מוח שמיעתיים הם AEPs קטנים אשר מתועדים בתגובה לגירוי שמיעתי מאלקטרודות המוצבות על הקרקפת.
AEP משמשים להערכת תפקוד שמיעתי ונוירופלסטיות. הם יכולים לשמש לאבחון לקויות למידה אצל ילדים, ולסייע בפיתוח תוכניות חינוכיות מיוחדות לאנשים עם בעיות שמיעה או קוגניציה. במסגרת הפסיכולוגיה הקלינית משתמשים בשיטה של evoked potentials לעתים קרובות למדי.
