Neuropedia

▪️سیستم ۲۰–۱۰ (الکتروانسفالوگرافی) سیستم ۲۰–۱۰ یک استاندارد بین‌المللی برای مکان‌های قرارگیری الکترودها در سطح سر، به هنگام ثبت مغزی الکتروانسفالوگرافی است. عددهای ۱۰ و ۲۰ در نام این روش، بیانگر این موضوع هستند که فاصله بین دو الکترود متوالی، همواره برابر با ۱۰٪ یا ۲۰٪ اندازه فاصله جلو-عقب سر یا فاصله راست تا چپ سر است. در این روش مکان هر الکترود با دو کاراکتر مشخص می‌شود. کاراکتر نخست، که یک حرف انگلیسی است، بیانگر قسمتی از نواحی مغز است که الکترود روی آن قرار می‌گیرد و کاراکتر بعدی که یک عدد است، بیانگر نیم کره راست و چپ مغز است. نام هر الكترود داراي يك حرف ميباشد كـه بيـانگرلـوب قـرار گـرفتن آن ميباشـد كـه شـامل F ، Fp ، T، C ، P ، O مي باشـد. نـام هـر الكتـرود بـا شـماره اي مشخص مي شود كه اعداد زوج لوب راست و اعداد فرد لوب سمت چپ را مشخص مي كنند. انديس z نمايانگر خط صفر يا محل اتصال دو لوب سمت چـپ و راسـت مي باشد هر چه فاصله از خط صفر (خط عبور كننـده از بيني تا پس سر) بيشتر باشد عـدد بزرگتـر اختصـاص داده مي شود. محل نصب الكترودها نيـز داراي قـوانين ويژه اي است. 3 نقطه ويژه از جمجمه براي نصب كليه الكترودهاي ايـن سيسـتم كافي است. اين سه نقطه عبارتند از : 1. پل بيني (Nasion)، كه بين دو ابرو مي باشد. 2. اينيون (Inion)،كه برجستگي اسـتخواني بخـش ميـاني منطقه پس سري است. 3. نقطه اي در استخوان ماستوئيد پشت گوش (Preauricular Point). برای ثبت سیگنال از روی الکترود های نصب شده، دو روش وجود دارد که شامل دو شیوه مونتاژ الکترود می باشد: 1. ثبت با الکترود مرجع مشترک (تک قطبی) در این شیوه ثبت سیگنال مغزی، الکترود های فعال همراه یک ولتاژ مرجع ناشی از الکترود مرجع یکسان و غیرفعال مثل الکترود متصل به پیشانی و یا استخوان ماستوئید، به پایه های تقویت کننده تفاضلی متصل می شوند به عبارتی تمامی کانال ها نسبت به مرجع یکسانی اندازه گیری می شوند. در برخی موارد، الکترود مرجع خاصی وجود ندارد، بلکه ولتاژ نحوه ثبت با ولتاژ مرجع از میانگین ولتاژ تمامی کانال ها حاصل می شود. 2. ثبت دوقطبی از آنجا که ثبت سیگنال مغزی به صورت اندازه گیری اختلاف پتانسیل دو نقطه از سطح جمجمه می باشد، درثبت دوقطبی الکترودها یکی به صورت فعال و دیگری به صورت مرجع در نظر گرفته شده و به پایه های تقویت کننده تفاضلی وصل می‌شوند و اختلاف پتانسیل بین دو کانال اندازه گیری می شود. ثبت دوقطبی، فعالیت نورون ها را در ناحیه محصور بین دو الکترود با قدرت بیشتری اندازه گیری می کند. در حالیکه در ثبت با الکترود مرجع ثابت، فعالیت مغز درست در محل نصب الکترود با شدت بیشتری اندازه گیری می شود. لذا زمانی که بررسی فعالیت منطقه‌ای مدنظر باشد از ثبت دو قطبی استفاده می شود چراکه مزیت آن در صرف نظر کردن از فعالیت و اغتشاشات نواحی دیگر مغزی است. ▫️Wikipedia

▪️Electrode location on the scalp according to the 10–20 system. On the (A): lateral view of the skull. On the (B): superior view of the skull.

▪️ثبت نوار مغزی یا الکتروانسفالوگرافی (Electroencephalography) در اوایل دهه 1930، فیزیولوژیست آلمانی به نام هانس برگر (Hans Berger) روشی را برای ثبت فعالیت الکتریکی از سطح وسیعی از مغز انسان توسعه داد. او دریافت که تغییرات ولتاژ یا «امواج مغزی» را می توان با قرار دادن سیم های یک ولت متر بر روی جمجمه ثبت کرد. این نوع ثبت الکتروانسفالوگرام (نوار مغز) یا EEG (الكترو برای «الکتریکی» بودن، انسفالو به معنی «مغز» و گرام به معنی «ثبت») نامیده می شود. به طور کلی ثبت فعالیت الکتريکی سلول های مغز از سطح پوست سر را الکتروانسفالوگرافی يا EEG می گويند. در روش ثبت EEG سنتی الکترودی (یک دیسک فلزی کوچک) به نام «الکترود فعال» (active electrode) به پوست سر برای شناسایی فعالیت الکتریکی در منطقه زیر آن چسبانده می شود. الكترود بعدی «الکترود خنثی» (indifferent electrode) به نرمه گوش وصل می شود، جایی که هیچ فعاليت الكتریکی برای ثبت وجود ندارد. هر دو الکترود تفاوت در اختلاف پتانسیل الکتریکی را شناسایی می کنند. نوسان های الکتریکی معمولا کمتر از یک هزارم ولت و نسبتا کوچک هستند، اما در صورت تقویت می توانند به صورت پلی گراف (polygraph) (چند نگار) به نمایش درآیند. در پلی گراف های اولیه، علایم الکتریکی، آهنرباهایی که به قلم ثبت وصل بودند، به کار می انداختند. موتوری یک صفحه کاغذی در زیر قلمها را با سرعت ثابتی می کشید و امکان رسم شدن الگوهایی از فعالیت الکتریکی بر روی کاغذ، فراهم می کرد. اما امروزه این الگوها در رایانه ها ذخیره شده و علایم الکتریکی بر روی صفحه نمایش نشان داده می شوند. الکتروآنسفالوگرام (EEG) چه چیزی را ثبت می کند؟ نورون های منفرد و پتانسیل عمل مدرج، ناقطبی شدن و بیش قطبی شدن ولتاژ غشایی تولید می کنند. چنانچه تعداد بسیار زیادی از نورونها دستخوش تغییرات پتانسیل عمل مدرج با بار یکسان و به طور همزمان شوند، این علایم به آن اندازه بزرگ هستند که با آن فاصله از جمجمه قابل ثبت باشند. نورون های نئوکرتکس در لایه های افقی چیده شدند، و بخش قابل توجهی از علایم الکتروآنسفالوگرام از نورون های هرمی لایه های V و VI به دست می آیند. علایمی که توسط الكتروآنسفالوگرام ثبت می شوند هزاران نورون را دربرمی گیرند. ریتم سلول های هرمی به روش های مختلفی ایجاد می شود. برخی از سلول های تالاموس و ساقه مغز به عنوان سلول های ضربان ساز عمل می کنند و پتانسیل عمل مدرج را به صورت ریتمیک به کار می اندازند. سلول های عصبی ارتباطی (Interneurons) در درون قشر مخ که با تعداد بسیار زیادی از سلول های هرمی مجاور نیز در ارتباط هستند، و بدین ترتیب ریتم سلول های هرمی را برمی انگیزند. به علاوه سلول های هرمی دارای ریتمی درونی هستند و ارتباط بین نورون های مجاور می تواند آنها را به طور همزمان با الگو به کار اندازد و سرانجام ریتم سلول ها می تواند با ضربان قلب یا تنفس تغییر کند، رویدادهایی که اکسیژن و گلوکز را به سلول ها می رساند و بدین ترتیب فعالیت آنها را تحت تأثیر قرار می دهند. نظم امواج به نظم ساختار و آرايش سلولی قشر مخ (که الکترود روی آن قرار گرفته) بستگی دارد ولی ساختار اصلی امواج با وجود تفاوت لايه های مناطق مغزی يکسان است. دندريت سلول های هرمی شکل عامل اصلی تشکیل امواج مغزی هستند. به عبارتی، تغییرات پتانسیل قشر مغز به دلیل جريان الکتريکی بین دندريت و جسم سلولی نورون ايجاد می شود. صرف نظر از سلول های گلیال، ديگر سلول های قشر مخ (سلول های دانه ای و ستاره ای شکل) در ايجاد امواج پتانسیل از سطح جمجمه نقش مهمی ندارند. در موارد باليني از EEG براي تشخيص و تعيين مراحل خواب، گستره ابتلاي بيماري، تشخيص انواع صرع، تشخيص مرگ مغزي، ارزيابي مسموميت مغزي، ارزيابي عمق بيحسي در بيهوشي، بررسي اثر داروها در دارو درماني و ارزيابي آسيب هاي مغزي در عصب شناسي استفاده مي كنند. ▫️Wikipedia

▪️ثبت یک سلول منفرد (Single-Cell Recording) نورون ها دو نوع فعالیت الکتریکی تولید می کنند: پتانسیل مدرج (graded potentials) و پتانسیل عمل (action potentials). پژوهشگران از روش هایی که توسعه داده اند جهت ثبت این دو پتانسیل در مطالعات تجربی و بالینی بهره گرفتند. تکنیک های مورد استفاده برای ثبت پتانسیل مدرج مغز شامل ثبت الکتروانسفالوگرافی (EEG) ، ثبت پتانسیل وابسته به رویداد (ERP) و مگنتوآنسفالوگرافی (MEG) هستند، در حالی که تکنیک های ثبت تک سلولی پتانسیل عمل را ثبت می کند. هر یک از نورون ها در مغز در هر لحظه مشخص چه کاری انجام می دهد؟ تکنیک های ثبت تک سلولی به این سوال پاسخ می دهد. در ثبت تک سلولی، الکترودی را مستقیماً داخل یک نورون منفرد قرار داده می شود و فعالیت الکتریکی این نورون را در رایانه ثبت می کنند و سپس فعالیت را با رفتار جاری مرتبط می کنند. با آزمایش بر روی گونه های مختلف جانوری می توان بینش قابل توجهی در مورد تک نورون ها بدست آورد. بیشتر این آزمایش ها باید با جانورانی غیر از انسان انجام پذیرد. اگرچه سلول های سیستم اعصاب محیطی برای ثبت در دسترس هستند، اما تنها در موارد بسیار معدودی (همچون هنگام جراحی مغز) به محققان اجازه دسترسی مستقیم به سیستم اعصاب مرکزی در مغز انسان را می دهد. هنگامی که نورونی پتانسیل عمل تولید می کند در نواحی تحریک پذیر غشاء آن (معمولاً در بخش آغازین آکسون و جسم سلولی نورون) قدرت هدایت یونی افزایش می یابد. افزایش هدایت یونی موجب تحریک نواحی مجاور در اطراف نورون و انتشار موج الکتریکی می گردد. این حالت باعث ایجاد پتانسیل میدانی در خارج سلول میشود که به آن پتانسیل میدانی خارج سلولی یا پتانسیل میدان اسپایک (Spike potential field) می گویند. اسپایک خارج سلولی یک پتانسیل متغیر و سریع است که در خارج سلول متعاقب پتانسیل عمل ایجاد و منتشر میشود. این پتانسیل عمل به سرعت در فواصل دورتر از نورون از بین میرود. بنابراین برای ثبت پتانسیل اسپایک، باید الکترود تا حد امکان به غشاء نورون نزدیک باشد. شکل، دامنه و قطبیت اسپایک های خارج سلولی وابسته به شکل فضایی نورون و نیز موقعیت الکترود نسبت به سلول است. گاهی اوقات می توان از شکل اسپایک اطلاعاتی راجع به شکل فضایی نورون و موقعیت الکترود نسبت به سلول به دست آورد. اگر الکترود ثابت به ناحیه ای که جریان القایی در سلول رو به خارج است نزدیک باشد، قطبیت اسپایک در فاز شروع مثبت یا به سمت بالا خواهد بود. اگر الکترود ثابت به ناحیه ای که جریان القایی در سلول رو به داخل است نزدیک باشد، قطبیت اسپایک در فاز شروع منفی یا به سمت پائین خواهد بود. بیشتر تحقیقات اولیه روی فعالیت تک نورونها بوسیله میکروالکترودها و به صورت ثبت خارج سلولی تک واحدی بوده است. از این فن برای شناسایی فعالیت نورونها و نیز کشف مدارهای سیناپسی استفاده می شود. در این تکنیک با بیهوشی طولانی مدت، از الکترودهای فلزی با روکش تنگستن استفاده می شود. در پایان کار به منظور تعیین محل الکترود از القا جریان شدید تخریب کننده ی بافت به الکترود استفاده می گردد. هر يک از الکترودها به آمپلی فايرها و تقويت کننده های امواج متصل می شوند. امواج تقويت شده به سیستم تبديل کننده اطلاعات آنالوگ به ديجیتال منتقل و روی صفحة نمايشگر به تصوير کشیده می شوند. ▫️Wikipedia

🧠 تکنیک های مطالعه فعالیت مغز ▪️ ثبت فعالیت الکتریکی مغز • ثبت یک سلول منفرد (Single-Cell Recording) • ثبت نوار مغز یا الکتروانسفالوگرافی (EEG) • الکتروانسفالوگرافی کمی (QEEG) • نوروفیدبک (Neurofeedback) • پتانسیل وابسته به رویداد (ERP) • الكتروکورتيكوگرافی (ECoG) • مغزنگاری مغناطیسی یا مگنتوانسفالوگرافی (MEG) ▪️ تحریک مغز • تحریک عمقی مغز (DBS) • تحریک الکتریکی فراجمجمه ای (TES) • تحریک مغناطیسی فراجمجمه ای (TMS) ▪️ تکنیک های تصویربرداری ایستا • تصویربرداری با اشعه ایکس (X-Ray) • توموگرافی کامپیوتری (CT) • تصویربرداری با تشدید مغناطیسی (MRI) • طیف سنجی رزونانس مغناطیسی (MRS) ▪️ تکنیک های تصویربرداری پویا • توموگرافی با نشر پوزیترون (PET) • تصویر برداری نشر تانسور (DTI) • تصویربرداری با تشدید مغناطیسی کارکردی (fMRI) • تصویربرداری با تشدید مغناطیسی کارکردی در حالت استراحت (Resting-State fMRI) • تصویربرداری با تشدید مغناطیسی کارکردی وابسته به رویداد (Event-Related fMRI) • تصویربرداری فراصوت کارکردی (FUI) • طیف سنجی داپلر فراجمجمه ای کارکردی (fTCDS) • طیف سنجی نزدیک به مادون قرمز کارکردی (fNIRS) • توموگرافی پخش اُپتیکی (DOT) • سیگنال نوری رویداد-محور (EROS) • توموگرافی کامپیوتری تک فوتونی (SPECT) ▪️ تکنیک های ثبت درون سلولی • ولتاژ کلمپ (Voltage Clamp) • جریان کلمپ (Current Clamp) • پچ کلمپ (Patch clamp) • تصویربرداری کلسیومی (Calcium imaging) .