Amplituda izzvanega potenciala je ponavadi nizka, v razponu od manj kot enega mikrovolta do nekaj, v primerjavi z desetinami mikrovoltov za elektroencefalografijo (EEG), milivolti za elektromiografijo (EMG) in pogosto blizu 20 milivoltov za elektrokardiogram (EKG). Povprečje signala je običajno potrebno za razrešitev teh nizko amplitudnih potencialov ob trenutnih EEG, EKG, EMG in drugih bioloških signalih ter hrupu iz okolice. Signal je časovno usklajen s dražljajem in večina šuma je naključna, kar omogoča povprečje šuma glede na ponavljajoče se odzive.
Impulzi in signali
Signale je mogoče posneti iz možganske skorje, možganskega debla, hrbtenjače in perifernih živcev. Običajno je izraz "izzvani potencial" rezerviran za odzive, ki vključujejo snemanje ali stimulacijo struktur v centralnem živčnem sistemu.sistemov. Tako se kompleksni motorični ali senzorični izzveni potenciali, uporabljeni v študijah živčnega prevoda, običajno ne štejejo za izzvane potenciale, čeprav ustrezajo zgornji definiciji.
čutni vzbujeni potenciali
Ti se posnamejo iz osrednjega živčnega sistema po senzorični stimulaciji, kot so vizualno izzvani potenciali zaradi utripajoče luči ali spreminjajočega se vzorca na monitorju, slušni potenciali, ki jih izzove klik ali tonski dražljaj, predstavljen prek slušalk, ali otip ali somatosenzorični potencial, ki ga izzove taktilna ali električna stimulacija čutnega ali mešanega živca na periferiji. Senzorni evocirani potenciali se v klinični diagnostični medicini široko uporabljajo že od sedemdesetih let prejšnjega stoletja, pa tudi pri intraoperativnem nevrofiziološkem spremljanju, znanem kot kirurška nevrofiziologija. Po njeni zaslugi je metoda evociranih potencialov postala resničnost.
Ogledi
Obstajata dve vrsti evociranih potencialov v široki klinični uporabi:
- Slušni evocirani potenciali, običajno zabeleženi na lasišču, vendar se pojavljajo na ravni možganskega debla.
- Vizualno izzvane potenciale in somatosenzorične izzvane potenciale, ki so posledica električne stimulacije perifernega živca.
Anomalije
Long in Allen sta poročala o nenormalnemmožganskih potencialov (BAEP), ki jih izzovejo slušni potenciali pri alkoholiki, ki okreva po sindromu pridobljene centralne hipoventilacije. Ti raziskovalci so domnevali, da je bilo možgansko deblo njihove pacientke zastrupljeno, a ni uničeno zaradi kroničnega alkoholizma. Metoda evociranih potencialov možganov olajša diagnosticiranje takšnih stvari.
Splošna definicija
Evocirani potencial je električni odziv možganov na senzorični dražljaj. Regan je zgradil analogni analizator Fourierove serije za beleženje izzvanih potencialnih harmonikov v utripajočo (sinusno modulirano) svetlobo. Namesto da bi integriral sinusne in kosinusne produkte, je Regan pošiljal signale v dvoprocesorski snemalnik prek nizkoprepustnih filtrov. To mu je omogočilo, da dokaže, da so možgani dosegli stabilno stanje, v katerem sta bili amplituda in faza harmonikov (frekvenčnih komponent) odziva približno konstantni skozi čas. Po analogiji z odzivom v stanju dinamičnega ravnovesja resonančnega vezja, ki sledi začetnemu prehodnemu odzivu, je idealizirani vzpostavljeni potencial v stabilnem stanju opredelil kot obliko odziva na ponavljajočo se senzorično stimulacijo, pri kateri frekvenčne komponente odziva ostanejo skozi čas konstantne v amplitudi in faza.
Čeprav ta definicija implicira serijo enakih časovnih valovnih oblik, je bolj koristno definirati metodo evociranih potencialov (SSEP) v smislu frekvenčnih komponent, ki so alternativni opis valovne oblike v časovni domeni,saj imajo lahko različne frekvenčne komponente popolnoma različne lastnosti. Na primer, lastnosti visokofrekvenčnega utripanja SSEP (ki doseže vrh pri približno 40–50 Hz) ustrezajo lastnostim naknadno odkritih magnocelularnih nevronov v mrežnici opice makaka, medtem ko lastnosti srednjefrekvenčnega utripanja SSEP (ki doseže vrh pri približno 15–20 Hz) ustrezajo tistim pri parvocelularnih nevronih. Ker je SSEP mogoče v celoti opisati glede na amplitudo in fazo vsake frekvenčne komponente, je kvantificiran bolj edinstveno kot povprečni prehodni sproženi potencial.
Nevrofiziološki vidik
Včasih pravijo, da se SSEP pridobijo z dražljaji z visoko stopnjo ponovitve, vendar to ni vedno pravilno. Načeloma lahko sinusno moduliran dražljaj povzroči SSEP, tudi če je njegova stopnja ponovitve nizka. Zaradi visokofrekvenčnega upadanja SSEP lahko visokofrekvenčni spodbujanje povzroči skoraj sinusno valovno obliko SSEP, vendar to ni definicija SSEP. Z uporabo zoom-FFT za snemanje SSEP s teoretično mejo spektralne ločljivosti ΔF (kjer je ΔF v Hz recipročna vrednost trajanja snemanja v sekundah), je Regan ugotovil, da je spremenljivost amplitudno-fazne variabilnosti SSEP lahko precej majhna. Pasovna širina frekvenčnih komponent SSEP je lahko na teoretični meji spektralne ločljivosti do najmanj 500 sekund trajanja snemanja (v tem primeru 0,002 Hz). Vse to je del metode evociranih potencialov.
Pomen in uporaba
Ta metoda omogoča hkratno snemanje več (npr. štirih) SSEP s katere koli lokacije na lasišču. Različna mesta stimulacije ali različne dražljaje je mogoče označiti z nekoliko različnimi frekvencami, ki so skoraj identične možganskim frekvencam (izračunane z uporabo metode vzbujenega potenciala v možganih), vendar jih analizatorji Fourierove serije zlahka ločijo.
Na primer, ko sta dva nelastniška svetlobna vira modulirana na več različnih frekvencah (F1 in F2) in se naložita drug na drugega, se v SSEP ustvari več komponent nelinearne frekvenčne navzkrižne modulacije (mF1 ± nF2)., kjer sta m in n celi števili. Te komponente vam omogočajo raziskovanje nelinearne obdelave v možganih. Z označevanjem frekvence dveh prekritih mrež je mogoče izolirati in preučiti prostorsko frekvenco in lastnosti prilagajanja orientacije možganskih mehanizmov, ki obdelujejo prostorsko obliko.
Označimo lahko tudi dražljaje različnih senzoričnih modalitet. Na primer, vizualni dražljaj je utripal pri Fv Hz in hkrati predstavljeni slušni ton je bil amplitudno moduliran pri Fa Hz. Obstoj komponente (2Fv + 2Fa) v sproženem magnetnem odzivu možganov je pokazal območje avdiovizualne konvergence v človeških možganih, porazdelitev odziva po glavi pa je omogočila lokalizacijo tega področja možganov.. V zadnjem času se je frekvenčno označevanje razširilo z raziskav senzorične obdelave na raziskave selektivne pozornosti in zavesti.
Pometanje
Metoda pometanjaje podvrsta metode evociranega potenciala vp. Na primer, graf amplitude odziva glede na velikost vzorca šahovnice dražljaja je mogoče dobiti v 10 sekundah, kar je veliko hitreje kot povprečje v časovni domeni za beleženje izzvanega potenciala za vsako od več velikosti kontrol.
Shematski
V prvotni predstavitvi te tehnike so bili sinusni in kosinusni produkti napajani skozi nizkoprepustne filtre (kot pri snemanju SSEP) med ogledovanjem finega testnega vezja, katerega črno-beli kvadrati so se zamenjali šestkrat na sekundo. Velikost kvadratov se je nato postopoma povečevala, da smo dobili graf amplitude izzvanega potenciala glede na kontrolno velikost (od tod beseda "sweep"). Naslednji avtorji so uporabili tehniko pometanja z uporabo računalniške programske opreme, da bi povečali prostorsko frekvenco rešetke v nizu majhnih korakov in izračunali povprečje časovne domene za vsako diskretno prostorsko frekvenco.
En pomik je morda dovolj ali pa bo morda treba povprečje grafov v več potekih. Povprečje 16 pomikov lahko izboljša razmerje med signalom in šumom grafa za faktor štiri. Tehnika sweep se je izkazala za uporabno pri merjenju hitro prilagajajočih se vizualnih procesov, pa tudi pri snemanju otrok, kjer je trajanje nujno kratko. Norcia in Tyler sta uporabila tehniko za dokumentiranje razvoja ostrine vida inkontrastna občutljivost v prvih letih življenja. Poudarili so, da je pri diagnosticiranju nenormalnega vidnega razvoja natančnejše kot so razvojne norme, bolj jasno je mogoče razlikovati med nenormalnim in normalnim, v ta namen pa je pri veliki skupini otrok dokumentiran normalen vidni razvoj. Tehnika sweep se že vrsto let uporablja v pediatričnih oftalmoloških klinikah (v obliki elektrodiagnostike) po vsem svetu.
Prednosti metode
O bistvu metode evociranih potencialov smo že govorili, zdaj je vredno govoriti o njenih prednostih. Ta tehnika omogoča SSEP, da neposredno nadzoruje dražljaj, ki izzove SSEP, brez zavestnega posredovanja eksperimentalnega subjekta. Na primer, drseče povprečje SSEP je mogoče urediti tako, da poveča svetlost dražljaja šahovnice, če amplituda SSEP pade pod neko vnaprej določeno vrednost, in zmanjša svetlost, če se dvigne nad to vrednost. Amplituda SSEP nato niha okoli te nastavitvene vrednosti. Zdaj se valovna dolžina (barva) dražljaja postopoma spreminja. Dobljeni graf odvisnosti svetlosti dražljaja od valovne dolžine je graf spektralne občutljivosti vidnega sistema. Bistvo metode evociranih potencialov (VP) je neločljivo od grafov in diagramov.
elektroencefalogrami
Leta 1934 sta Adrian in Matthew opazila, da je mogoče s svetlobno stimulacijo opaziti morebitne spremembe v okcipitalnem EEG. Dr. Cyganek je leta 1961 razvil prvo nomenklaturo za okcipitalne komponente EEG. Istega leta Hirsch innjegovi sodelavci so posneli vizualno evocirani potencial (VEP) na okcipitalnem režnju (zunaj in znotraj). Leta 1965 je Spelmann uporabil stimulacijo šahovnice za opis človeškega WEP. Shikla in sodelavci so zaključili poskus lokalizacije struktur v primarni vizualni poti. Halliday in njegovi sodelavci so zaključili prve klinične študije z beleženjem zapoznelih VEP pri bolniku z retrobulbarnim nevritisom leta 1972. Od sedemdesetih let prejšnjega stoletja do danes je bilo opravljenih veliko obsežnih raziskav za izboljšanje postopkov in teorij, ta metoda pa je bila testirana tudi na živalih.
pomanjkljivosti
Razpršeni svetlobni dražljaj se dandanes redko uporablja zaradi velike variabilnosti tako znotraj kot med subjekti. Vendar je ta vrsta ugodna pri testiranju dojenčkov, živali ali ljudi s slabo ostrino vida. Vzorci šahovnice in mrežasti vzorci uporabljajo svetle in temne kvadrate in črte. Ti kvadratki in črte so enake velikosti in so prikazani enega za drugim na računalniškem zaslonu (kot del metode evociranih potencialov).
Postavitev elektrod je izjemno pomembna za dober odziv VEP brez artefaktov. V tipični (enokanalni) nastavitvi je ena elektroda nameščena 2,5 cm nad ionom, referenčna elektroda pa na Fz. Za podrobnejši odgovor lahko dve dodatni elektrodi postavite 2,5 cm desno in levo od unče.
Auditivna metoda evociranih potencialov možganov
Lahkouporablja se za sledenje signalu, ki ga ustvarja zvok skozi naraščajočo slušno pot. Izzvani potencial se generira v polžu, prehaja skozi polžev živec, skozi jedro polževega polža, zgornji oljčni kompleks, lateralni lemniscus, do spodnjega kolikulusa v srednjih možganih, do medialnega kolenskega telesa in končno do možganske skorje. Tako deluje metoda evociranih potencialov centralnega živčnega sistema, ki se izvaja s pomočjo zvoka.
Auditory evocirani potenciali (AEP) so podrazred potencialov, povezanih z dogodki (ERP). ERP-ji so možganski odzivi, ki so časovno vezani na dogodek, kot je senzorični dražljaj, duševni dogodek (prepoznavanje ciljnega dražljaja) ali preskakovanje dražljaja. Za AEP je "dogodek" zvok. AEP (in ERP) so zelo majhni električni napetostni potenciali, ki izvirajo iz možganov, posneti iz lasišča kot odziv na slušni dražljaj, kot so različni toni, zvoki govora itd.
Izzvani potenciali slušnega možganskega debla so majhni AEP, ki se zabeležijo kot odziv na slušni dražljaj z elektrod, nameščenih na lasišču.
AEP se uporabljajo za oceno slušne funkcije in nevroplastičnosti. Uporabljajo se lahko za diagnosticiranje učnih težav pri otrocih in pomagajo pri razvoju specializiranih izobraževalnih programov za ljudi s slušnimi ali kognitivnimi težavami. V okviru klinične psihologije se precej pogosto uporablja metoda evociranih potencialov.
