مقدمه

الکتروانسفالوگرام (EEG) پتانسیل‌های الکتریکی تولیدشده توسط فعالیت مغز و همچنین سایر پتانسیل‌ها (بیولوژیک و آرتیفکت‌های خارجی) را با وضوح زمانی بالا نشان می‌دهد. پتانسیل‌های مغزی، مجموع پتانسیل‌های میدان تولیدشده توسط میلیون‌ها نورون و سلول‌های گلیال هستند.

نورون‌ها پتانسیل عمل و پتانسیل‌های سیناپسی تولید می‌کنند. پتانسیل‌های عمل، تغییرات سریع پتانسیل غشایی هستند که به تفاوت پتانسیل الکتریکی بین بخش‌هایی با بار الکتریکی خاص مربوط می‌شوند. انتقال سیناپسی به‌صورت شیمیایی انجام می‌شود، اما با تغییرات شیمیایی-الکتریکی همراه است. نتیجه انتشار امواج الکترومغناطیسی مرتبط، پتانسیل میدان است.

منبع سیگنال EEG

۱. پتانسیل‌های عمل (Action Potentials)

پتانسیل‌های عمل به دلیل مدت‌زمان بسیار کوتاه خود، تأثیر کمی بر پتانسیل میدان ثبت‌شده در EEG دارند. پتانسیل غشایی، تفاوت بار بین فضای داخل و خارج سلول را نشان می‌دهد. پتانسیل‌های عمل عمدتاً توسط ورود سریع سدیم به فضای داخل سلولی ایجاد می‌شوند.

۲. پتانسیل‌های سیناپسی (Synaptic Potentials)

به‌طور کلی، تنها پتانسیل‌های الکتریکی که به‌اندازه کافی طولانی باشند (مانند پتانسیل‌های سیناپسی که ۱۰ تا ۱۵ برابر طولانی‌تر از پتانسیل عمل هستند)، به‌طور قابل‌توجهی به پتانسیل میدان ثبت‌شده در سطح پوست سر کمک می‌کنند. بسته به نوع نوروترانسمیتر، این فعالیت می‌تواند EPSP یا IPSP ایجاد کند.

سلول‌های هرمی بزرگ قشر که به‌صورت موازی چیده شده‌اند (میدان باز)، بزرگ‌ترین پتانسیل‌های EEG را تولید می‌کنند. در مقابل، نورون‌های با چیدمان چندجهته (میدان بسته)، میدان‌های یکدیگر را خنثی کرده و سهم ناچیزی در سیگنال نهایی دارند.

چگونگی تولید و ظهور EEG

EEG عمدتاً مجموع IPSPها و EPSPهای رخ‌داده به‌صورت نسبتاً هم‌زمان در نورون‌های قشری است که به‌صورت عمود بر سطح قشر قرار گرفته‌اند. پتانسیل‌های عمل معمولاً سهم مستقیمی در ثبت‌های سطح پوست سر ندارند.

اصول فعالیت ریتمیک

یک EEG طبیعی شامل ریتم‌های مشخصی مانند ریتم آلفای پس‌سری است. تالاموس به‌عنوان ایستگاه رله اصلی، نقش کلیدی در تنظیم این ریتم‌ها ایفا می‌کند. ویژگی‌های اتصالات تالاموکورتیکال و کورتیکوتالامیک، فرکانس‌های مختلف مغزی را تعیین می‌کنند.

در مجموع، ریتم‌هایی که در سطح پوست سر ثبت می‌شوند، حاصل جمع فعالیت شبکه‌های نورونی عظیم با میلیون‌ها سلول است که تفسیر آن‌ها عمدتاً مبتنی بر همبستگی‌های الکتروکلیتیکال تجربی می‌باشد.