脳波（EEG）は、頭皮に電極を取り付け、脳の電気活動を記録する検査です。1924年にドイツの精神科医ハンス・ベルガーによって発明され、神経科学の歴史における画期的な出来事とされています。EEGは、てんかん、腫瘍、脳損傷などの脳疾患の診断、外科手術や睡眠研究における脳活動のモニタリングに用いられています。EEGで記録される脳波は、アルファ波、ベータ波、デルタ波、シータ波といった異なる周波数に分類され、それぞれが意識状態や脳活動の異なる状態と関連付けられています。
脳波検査の目的は何ですか？また、どのように機能しますか？
脳波検査（EEG）は、頭皮に電極を取り付けて脳の電気的活動を記録する検査です。この検査は神経学において広く用いられており、てんかん、腫瘍、外傷、睡眠障害など、様々な脳疾患の診断に役立っています。
脳波（EEG）は、脳波を捉えることで機能します。脳波は、アルファ波、ベータ波、シータ波、デルタ波など、様々な種類に分類されます。それぞれの種類の波は、リラックス、集中、深い睡眠など、特定の脳活動状態と関連しています。したがって、脳波を分析することで、医師は脳機能の変化を特定することができます。
検査を行うには、患者をストレッチャーまたはリクライニングチェアに横たわらせ、頭皮の要所要所に電極を配置します。検査中は、患者にリラックスするよう指示し、場合によっては目を閉じたり深呼吸したりするなど、特定の動作を指示することもあります。
脳波を分析することで、医師は変化を特定し、各患者に最適な治療を計画することができます。
脳波の起源: この重要な医療機器の歴史を探ります。
脳波の歴史は、ドイツの医師ハンス・ベルガーが脳波記録法の先駆的な実験を行った1924世紀初頭にまで遡ります。XNUMX年、ベルガーは自ら開発した装置を用いて、初めて患者の脳波を記録しました。
As 脳波 脳波で捉えられる波は、脳内のニューロンの電気活動によって生成されます。これらの波は、アルファ波、ベータ波、デルタ波、シータ波など、異なる種類に分類され、それぞれ異なる意識状態や脳活動と関連しています。
脳波は、 神経学 と 精神医学てんかん、脳腫瘍、頭部外傷、睡眠障害などの脳疾患の診断を可能にします。また、この検査は手術中や研究中の脳活動のモニタリングにも用いられます。
現在、脳波検査は世界中で広く利用されており、医療の進歩に大きく貢献しています。 医学 とにより、 神経科学脳波の歴史は、医療における革新と研究の重要性を証明しています。
EEG における皮質電気活動の波: それは何であり、どのように検出されるのでしょうか?
脳波検査（EEG）は、頭皮に電極を装着して脳の電気活動を記録する検査です。この技術は、神経疾患の診断、手術中の脳活動のモニタリング、脳損傷患者の意識評価など、様々な用途に用いられています。
皮質電気活動波は様々な種類に分類され、それぞれ異なる状態の脳活動を反映する。主な波は以下の通りである。 アルファ波脳がリラックスした状態にあるときに存在する、 ベータ波活発な精神活動を示す デルタ波深い睡眠と関連し、 シータ波リラックス状態や瞑想状態のときに存在します。
脳波で皮質の電気活動の波を検出するために、電極は脳内の神経細胞によって生成される電気信号を捕捉します。これらの信号は増幅され、フィルタリングされた後、グラフ上に記録されます。グラフは、時間経過に伴う電気活動の変化を示します。これらの波形パターンを分析することで、医療従事者は患者の脳活動を解釈し、正確な診断を下すことができます。
EEG における鋭い波の意味: これらの脳パターンの解釈を理解します。
脳波検査（EEG）は、頭皮に電極を取り付けて脳の電気活動を記録する検査です。この技術は、神経疾患の診断や外科手術中の脳活動のモニタリングなど、医療の分野で広く利用されています。
脳波で観察される主な特徴の一つは、 脳波脳機能を反映する電気活動のパターンです。ベータ波とも呼ばれる鋭波は、激しい精神活動や集中力に関連する高周波パターンの一種です。
脳波に鋭い波が見られる場合、それは通常、その人が覚醒状態にあり、何らかの高度な認知活動を行っていることを示しています。例えば、数学の問題を解いているときや刺激的な会話をしているときには、脳波に鋭い波が増加することがよくあります。
鋭波は不安やストレスの場合でも出現する可能性があり、これらの感情状態に関連する脳活動を反映していることに留意することが重要です。したがって、脳波における鋭波の解釈には、患者の臨床的および感情的な状況を考慮する必要があります。
これらのパターンを解釈することは、脳の機能を理解し、神経疾患の可能性を診断するために不可欠です。
脳波：歴史、機能、波形
O 脳波 脳波（EEG）は、脳の生体電気活動を記録し評価するために用いられる検査です。患者の頭皮に電極を取り付け、電位を測定します。
記録は、脳波計を用いて動く紙に印刷したり、モニターで表示したりすることができます。脳の電気活動は、ベースラインとなる安静時、覚醒時、睡眠時の状態において測定できます。
脳波は、てんかん、睡眠障害、脳症、昏睡、脳死など、様々な診断に用いられます。また、研究にも活用できます。
以前は、腫瘍や脳卒中などの局所的な脳疾患の検出に使用されていました。現在では、磁気共鳴画像法（MRI）とコンピュータ断層撮影法（CT）が使用されています。
脳波の簡単な歴史
脳波の歴史は1870年、プロイセン軍医のフリストとヒッツィヒが兵士の脳を研究したことに始まります。セダンの戦いで発見された脳は、脳の特定の領域をガルバニック電流で刺激することで体の動きが生じることを彼らはすぐに発見しました。
リチャード・バーミック・ケイトン
しかし、脳が電流を発生することを確認したのは1875年、医師のリチャード・バーミック・ケイトンでした。この発見により、後に神経学者フェリエは「ファラデー電流」の実験を行い、脳内の運動機能の局在を特定しました。
ウラジミール・プラヴディチ＝ネミンスキー
1913年、ウラジーミル・プラヴディチ＝ネミンスキーは、彼が「脳電図」と呼ぶ検査法を初めて実施し、犬の神経系を検査しました。それまでは、頭蓋骨の内部まで到達できる拡大手術がなかったため、観察はすべて覆われていない脳に対して行われていました。
ハンス・ベルガー
1920年、ハンス・ベルガーは人間を対象とした実験を開始し、9年後には脳の電気活動を測定する方法を開発しました。彼は脳の電気変動を記録することを「脳波図」と名付けました。
このドイツの神経学者は、視床の同期した電気活動から生じる電磁波振動から成る「ベルガーリズム」、現代の「アルファ波」を発見した人物である。
バーガーは偉大な発見をしたにもかかわらず、技術的な知識が乏しかったため、この方法を発展させることができなかった。
1934年、エイドリアンとマシューズは、ケンブリッジ生理学会でのデモンストレーションで「バーガーリズム」を検証しました。彼らは技術を改良し、10秒間にXNUMXポイントという規則的で広いリズムは脳全体からではなく、視覚連合野から生じていることを実証しました。
フレデリック・ゴラ
その後、フレデリック・ゴラは、特定の疾患において脳活動の律動的な振動に変化が見られることを確認しました。これによりてんかん研究は大きく前進し、このテーマの複雑さと脳を包括的に研究する必要性を明らかにしました。1934年、フィッシャーとローウェンバックはてんかん様棘波を同定することに成功しました。
最終的に、ロボット工学を専門とするアメリカの神経学者、ウィリアム・グレイ・ウォルターは、独自の脳波計を開発し、改良を加えました。これにより、アルファ波からデルタ波まで、さまざまな種類の脳波を検出できるようになりました。
脳波はどのように機能するのでしょうか?
標準的な脳波検査（EEG）は、導電性ジェルを用いて頭皮に電極を装着し、痛みを伴わず非侵襲的に行う検査です。EEGには、16つの電極間の電圧差を測定する記録チャンネルが備わっています。通常、24～XNUMX本の電極が使用されます。
電極対を組み合わせて「モンタージュ」と呼ばれるものを作ります。これは双極性（横方向と縦方向）または単極性（参照）のいずれかです。双極性モンタージュは脳活動領域間の電圧差を記録するために使用され、単極性モンタージュは脳の活動領域と非活動領域または中立領域を比較するために使用されます。
アクティブゾーンと、すべてまたは一部のアクティブ電極の平均との差も測定できます。
侵襲的（脳内部）電気手術は、側頭葉の内側表面など、到達が困難な領域を詳細に検査するために使用できます。
皮質電気記録
大脳皮質の電気活動を検出するために、脳表面近くに電極を挿入する必要がある場合があります。電極は通常、頭蓋骨を切開し、硬膜（髄膜の層の一つ）の下に配置されます。
この検査法は皮質電気記録法と呼ばれ、難治性てんかんの治療や研究に使用されます。
10-20システム
電極配置には「10-20システム」と呼ばれる標準化されたシステムがあります。これは、電極間の距離が前頭軸（脳の前面から背面）または横軸（脳の片側から反対側）の10%または20%であるべきであることを意味します。
21個の電極を配置し、各電極を差動増幅器の入力に接続します。増幅器は、活性電極と参照電極間の電圧を1.000～100.000倍に増幅します。
今日ではアナログ信号は時代遅れとなり、デジタルアンプが使用されています。デジタルEEGには大きな利点があります。例えば、信号の分析と保存が容易になります。さらに、フィルター、感度、記録時間、設定などのパラメータを変更することも可能です。
EEG信号はOpenBCIなどのオープンソースハードウェアで記録できます。さらに、EEGLABやNeurophysiological Biomarker Toolboxなどのフリーソフトウェアで処理することも可能です。
脳波信号は、頭蓋表面上の2点間の電位差（ddp）として表されます。各点は電極です。
脳波
私たちの脳は、ニューロンを伝わる電気信号によって機能します。これらの信号はリズミカルである場合もそうでない場合もあり、脳波として知られています。リズムとは、一定の形態と持続時間を持ち、独自の周波数を維持する規則的な波で構成されています。
脳波は周波数（1秒間に波が繰り返される回数）によって分類され、ヘルツ（Hz）で表されます。周波数には特定の地形的分布と反応性があります。頭皮上で観察される脳信号のほとんどは30～XNUMXHzの範囲にあります。
一方、振幅も測定されます。これは、波の基線とピーク間の距離を比較することで決定されます。波形には、鋭い波形、尖った波形、複雑な波形、あるいは遅い波形などがあります。
脳波には、アルファ、ベータ、シータ、デルタと呼ばれる 4 つの主な帯域幅が示されます。
ベータ波
14Hzから35Hzの周波数範囲の幅広い波で構成されており、試験や勉強など、集中的な精神活動を必要とする活動や覚醒時に現れます。
アルファ波
前述のものよりも振幅が大きく、周波数は8～13Hzです。リラックスした状態で、特に精神的な努力をしていないときに発生します。また、目を閉じたり、空想にふけったり、高度に自動化された活動をしているときにも発生します。
シータ波
振幅は大きいものの、周波数は低く（4～8Hz）、入眠前の深いリラックス状態を反映しています。特に、睡眠の初期段階に関連しています。
デルタ波
これらの波は最も低い周波数（1～3Hz）を持ち、睡眠の最も深い段階（通常は夢を見ない段階3と4）と関連しています。
プロセス
脳波検査を行うには、患者はリラックスした状態で、暗い部屋で目を閉じている必要があります。検査時間は通常約30分です。
最初に、断続的な光刺激（異なる周波数の光刺激の適用）や過換気（3分間、口から規則的に深呼吸する）などの活性化テストが実行されます。
睡眠を誘発したり、逆に患者を覚醒させたりすることも可能です。これは研究者が何を観察または検証しようとしているかによって異なります。このビデオでは、成人における使用例が観察されています。
解釈
脳波を解釈するには、患者の年齢や状態に基づいた正常な脳活動を理解する必要があります。また、誤読を最小限に抑えるために、アーチファクトや潜在的な技術的問題を検証することも必要です。
てんかん様活動（てんかん発作を示唆する）がみられる場合、脳波に異常がみられることがあります。てんかん様活動は局所的、全般的、あるいは特定の異常なパターンを示すことがあります。
特定の領域に徐波が見られたり、全体的に非同期性が見られたりする場合も異常とみなされることがあります。また、振幅に異常があったり、線が正常範囲から外れたりする場合にも異常がみられることがあります。
今日では、ビデオ EEG モニタリング、携帯型 EEG、テレメトリー、脳マッピング、皮質電気記録法などのより高度な技術も開発されています。
脳波の種類
脳波には以下のような様々な種類があります。
基礎脳波
検査は患者様が覚醒している状態で行いますので、準備は必要ありません。検査に影響を与える可能性のある製品の使用を避けるため、頭皮を徹底的に洗浄します。
睡眠不足時の脳波
事前の準備が必要です。検査前24時間は覚醒状態である必要があります。これは、ベースライン脳波では検出できない異常を検出するために、睡眠相の生理学的痕跡を取得するためです。
ビデオ脳波
これは通常の脳波検査ですが、検査中に患者を撮影するという特徴があります。目的は、発作や偽発作の発生を観察するための視覚的および電気的記録を取得することです。
脳死脳波
これは大脳皮質の活動の有無を観察するために必要な技術であり、いわゆる「脳死プロトコル」の最初のステップです。臓器摘出や移植の手順を開始するために不可欠です。
臨床応用
脳波は、臨床および神経心理学的疾患の幅広い分野で用いられています。その用途の一部を以下に示します。
てんかんを検出する
てんかんの脳波は、心因性発作、失神、運動障害、片頭痛などの他の病状と区別できるため、診断には不可欠です。
また、てんかん症候群の分類や、てんかん症候群の進行や治療の有効性の監視にも使用されます。
脳症の検出
脳症は脳の損傷や機能不全を伴います。脳波検査によって、特定の症状が「器質的」な脳の問題によるものか、それとも他の精神疾患の結果として生じたものかを判断することができます。
麻酔を制御する
脳波は麻酔の深さを監視し、患者が昏睡状態に陥ったり目覚めたりするのを防ぐのに役立ちます。
脳機能を監視する
EEG は集中治療室において、特に発作、人工昏睡状態の患者の鎮静剤や麻酔の効果などの脳機能を監視し、くも膜下出血などで起こる二次的な脳損傷を検出するために不可欠です。
異常動作検出
脳に影響を及ぼす可能性のある身体の異常な変化を診断するために使用されます。アルツハイマー病、頭部外傷、感染症、腫瘍などの脳疾患の診断や経過観察にしばしば必要となります。
特定の脳波パターンは、単純ヘルペス脳炎、脳性無酸素症、バルビツール酸中毒、肝性脳症、クロイツフェルト・ヤコブ病などの特定の病状の診断において興味深い場合があります。
適切な脳の発達を確認する
新生児の場合、EEG は脳に関する情報を提供し、寿命に基づいて異常の可能性を特定することができます。
昏睡または脳死を特定する
患者の意識レベルを評価するには、脳波（EEG）検査が不可欠です。EEG検査は予後や脳活動の低下度合いに関する情報を提供し、EEGの周波数が低いほど意識レベルが低下していることを示します。
また、脳活動が連続的か不連続的か、てんかん様活動の存在（予後不良を示す）、刺激に対する反応性（昏睡の深さを示す）を観察することもできます。
さらに、睡眠パターンの存在を確認することも可能です (昏睡が深い場合は珍しい)。
睡眠病理
脳波検査は、様々な睡眠障害の診断と治療に不可欠です。患者は睡眠中に検査を受けることができ、脳波の特徴を観察することができます。
土壌研究で最も広く用いられている検査は睡眠ポリグラフ検査です。これは脳波に加え、同時に患者の状態をビデオで記録します。さらに、筋活動、呼吸運動、気流、酸素飽和度などを分析することができます。
調査
脳波は、主に神経科学、認知心理学、神経言語学、そして精神生理学の研究に用いられています。実際、私たちが現在脳について知っていることの多くは、脳波を用いた研究によるものです。
参照
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