LES 1: EEG & HERSENGOLVEN
INTRODUCTIE: GESCHIEDENIS VAN HET EEG
Richard Caton (1875)
- eerste die elektrische activiteit in proefdieren (apen en konijnen) kon meten
- metingen met galvanometer
- ontdekte veranderingen in activiteit tussen slaap-wakker
Vladimir Pravdich-Neminsky (1912)
- eerste EEG
- eerst moest craniotomie worden uitgevoerd: onderzoek kon dus niet op mensen uitgevoerd worden
- eerste onderzoeker die geëvoceerde potentialen (EP) kon registreren
Hans Berger (1924)
- eerste die EEG bij mens maakte
- beschreef het bestaan van verschillende hersengolven/-ritmes
- bestudeerde als eerste verschillen in EEG tussen gezond persoon en persoon met aandoening zoals epilepsie
EEG: ELEKTROENCEPHALOGRAM
EEG OPSTELLING
Huidige opstelling: zeer compact, mobiele EEG setup die toelaat EEG te registreren wanner de patiënt rond
wandelt. Elektroden worden geplaatste op de hoofdhuid van de patiënt.
UNIFORMISEREN VAN EEG OPNAMES: 10-20 SYSTEEM
Om EEG opnames wereldwijd te kunnen vergelijken en interpreteren werd er een gestandaardiseerd systeem
opgesteld = 10-20 systeem:
- mogelijk om EEG signalen van verschillende personen onderling te kunnen vergelijken
- mogelijk om EEG signalen van eenzelfde persoon op verschillende tijdstippen te kunnen vergelijken
Werking van het systeem:
- 21 EEG elektroden worden op de hoofdhuid geplaatst
- systeem gebaseerd op afstanden tussen elektroden die 10 of 20% kunnen bedragen van de afstand tussen 2
referentiepunten op de schedel
- 2 hoofdassen:
* hoofdas op middenlijn van sagittaal vlak: van nasionpunt naar inionpunt
nasion: punt waar neusbot en os frontale samenkomen bovenaan de neus
inion: knobbel van os occipitale
* hoofdas in het coronaal vlak tussen het bot boven de oorpunten: van punt A1 naar punt A2
1
,Codering van de elektroden:
- linkerkant van hoofd: oneven cijfers
- rechterkant hoofd: even cijfers
- f = frontaal, c = centraal, p = pariëtaal, o = occipitaal, t = temporaal
- exact op de middenlijn: z
Voorbeelden: elektrode frontaal op de middenlijn: punt FZ
elektrode centraal op de middenlijn: punt CZ
Opmerking: Het 10-20 systeem is de stnadaardopstelling voor een routine EEG. Wanner met de 10-20
opstelling een afwijking in het EEG signaal wordt gevonden of wanner men een slaaponderzoek wil uitvoeren,
zal men opteren om een denser netwerk van elektroden te plaatsen waarbij er ook 10% intermediaire
elektroden geplaatst worden op de hoofdhuid veel fijnmaziger werken om afwijkende EEG signalen te kunne
oppikken.
OORSPRONG VAN HET EEG SIGNAAL
Neuronen:
De hersenen zijn 1 groot elektrochemisch orgaan opgebouwd uit neuronen. Dit zijn exciteerbare cellen die een
neuronale activiteit produceren (elektrische velden en magnetische velden).
- Activiteit bestaat uit ionenstroom over celmembranen heen = transmembranaire stromen
- Produceren zéér kleine signalen: EEG opstelling bestaat voor groot deel uit versterkingsapparatuur
- Signalen moeten passeren doorheen verschillende weefsellagen voordat ze elektroden bereiken:
* hersenvliezen
* schedel
* hoofdhuid
EEG signaal dat opgepikt wordt door 1 elektrode is nooit afkomstig van 1 neuron maar van 1000den
neuronen die onder de elektrode gelegen zijn
Oorsprong van het EEG signaal:
Wanneer 2 elektroden op de hoofdhuid geplaatst worden, meten we een potentiaalverschil van ca. 50 µV. Het
signaal zal spontane oscillaties vertonen variërend van 0.5 tot 30 Hz.
Oorsprong van het potentiaal verschil gebaseerd op elektrische stromen door extracellulair milieu met
specifieke elektrische weerstand. Opgepikte signalen zijn:
- Postsynaptische potentialen opgewekt in de cortex: EPSPs + IPSPs
* exciterende post-synaptische signalen (EPSPs)
* inhiberende pos-synaptische signalen (IPSPs)
- Thalamocorticale en cortico-corticale projecties
* thalamocorticale projecties: connecties van thalamus naar verschillende corticale gebieden
* cortico-corticale projecties: connecties tussen verschillende corticale gebieden onderling
De cerebrale cortex:
Cerebrale cortex: 6 lagen gekenmerkt door
* type neuronen in de laag
* connecties die laag maakt naar andere hersengebieden
- I) moleculaire laag, II) externe granulaire laag, III)
externe piramidale laag, IV) interne granulaire laag,
V) interne piramidale laag, VI) multiforme laag
-
2
, Figuur: connecties tussen corticale lagen en subcorticale gebieden.
Het EEG signaal omvat vnl. de activiteit van de grote piramidale
cellen waarvan de cellichamen in laag 5 (interne piramidale laag)
van de cerebrale cortex liggen
Neuronen laag 5: ontvangen input vanuit bv. Thalamus en ook
vanuit andere corticale gebieden
Thalamocorticale projecties:
De thalamus neemt een centrale plaats in in onze hersenen: Locatie zorgt ervoor dat thalamus zijn
- letterlijk: lokalisatie in het centrum functie optimaal kan benutten
- figuurlijk: centraal schakelcentrum voor alle synaptische input
We hebben een linker en rechter thalamus. Deze is opgebouwd uit een gespecialiseerde complexe structuur
met verschillende subkernen. Elke subkern heeft zijn eigen input en output richting, bv. Een bepaald corticaal
gebied.
- Vormen input:
* sensorisch
* motorisch
* info vanuit limbische systeem: regelen emoties
* info vanuit reticulair systeem (formatio reticularis): regelen activatietoestand hersenen + rol
bij slaap-waak regulatie
- Thalamocorticale projecties hebben belangrijke bijdrage aan het EEG signaal
OORSPRONG RITMICITEIT EEG
De ritmiciteit van het EEG vindt zijn oorsprong in:
- recurrente inhiberende circuits in de thalamus
- oscillerende neuronen in de thalamus
Recurrente inhiberende circuits in de thalamus:
Thalamus is opgebouwd uit subkernen waaronder niet-specifieke thalamuskernen (vb. nucleus reticularis) en
specifieke thalamuskernen. Deze niet-specifieke kernen projecteren niet richting de cortex maar wel richting
andere specifieke thalamuskernen. Hierdoor gaan ze de flow van informatie vanuit de periferie via de thalamus
richting de cortex beïnvloeden. De niet-specifieke thalamuskernen gaan dus indirect bijdragen aan de vorming
van het EEG signaal.
Nucleus reticularis:
- vlakke kern
- ligt als soort schil rond de rest van de thalamus
- gaat stroom van info doorheen specifieke thalamuskernen beïnvloeden en zo bijdragen aan ritmiciteit van het
EEG signaal
Oscillerende neuronen in de thalamus:
3
, In de thalamus zijn oscillerende neuronen aanwezig. Deze neuronen hebben van zichzelf een bepaald intrinsiek
ritme (vb. frequentie van 7 of 10 Hz) waarop ze APs gaan produceren.
EEG GOLVEN
CONCEPT: BASISPRINCIPE ONDERSCHEID TUSSEN HERSENGOLVEN (BELANGRIJK!!)
Het EEG signaal wordt opgebouwd door verschillende signalen afkomstig van een groot aantal verschillende
neuronen. De grootte van het EEG signaal wordt bepaald door de timing van de neurale activiteit van deze
verschillende neuronen:
- Synchrone activiteit van neuronen die bijdragen aan activiteit geregistreerd door 1 elektrode:
* productie van synchrone APs
* opgeteld signaal: hoge amplitude + lage frequentie = hoge, trage golf
- Niet-synchrone activiteit van neuronen die bijdragen aan activiteit geregistreerd door 1 elektrode:
* neuronen zijn bezig met hun eigen taak op verschillende momenten dus geen synchrone productie
APs
* opgeteld signaal: lage amplitude + hoge frequentie = lage, snelle golf
De verschillende hersengolven worden dus ingedeeld op basis van de frequentie van de golf dat een
weergave is van de onderliggende neuronale activiteit.
SOORTEN EEG GOLVEN
EEG golven worden ingedeeld o.b.v. frequentie
- Gamma golven: hoogste frequentie + laagste amplitude
- Delta golven: laagste frequentie + hoogste amplitude
Golf gebaseerd op synchroon activeren van
neuronen
- Beta, alfa en theta patroon: ertussen 4
INTRODUCTIE: GESCHIEDENIS VAN HET EEG
Richard Caton (1875)
- eerste die elektrische activiteit in proefdieren (apen en konijnen) kon meten
- metingen met galvanometer
- ontdekte veranderingen in activiteit tussen slaap-wakker
Vladimir Pravdich-Neminsky (1912)
- eerste EEG
- eerst moest craniotomie worden uitgevoerd: onderzoek kon dus niet op mensen uitgevoerd worden
- eerste onderzoeker die geëvoceerde potentialen (EP) kon registreren
Hans Berger (1924)
- eerste die EEG bij mens maakte
- beschreef het bestaan van verschillende hersengolven/-ritmes
- bestudeerde als eerste verschillen in EEG tussen gezond persoon en persoon met aandoening zoals epilepsie
EEG: ELEKTROENCEPHALOGRAM
EEG OPSTELLING
Huidige opstelling: zeer compact, mobiele EEG setup die toelaat EEG te registreren wanner de patiënt rond
wandelt. Elektroden worden geplaatste op de hoofdhuid van de patiënt.
UNIFORMISEREN VAN EEG OPNAMES: 10-20 SYSTEEM
Om EEG opnames wereldwijd te kunnen vergelijken en interpreteren werd er een gestandaardiseerd systeem
opgesteld = 10-20 systeem:
- mogelijk om EEG signalen van verschillende personen onderling te kunnen vergelijken
- mogelijk om EEG signalen van eenzelfde persoon op verschillende tijdstippen te kunnen vergelijken
Werking van het systeem:
- 21 EEG elektroden worden op de hoofdhuid geplaatst
- systeem gebaseerd op afstanden tussen elektroden die 10 of 20% kunnen bedragen van de afstand tussen 2
referentiepunten op de schedel
- 2 hoofdassen:
* hoofdas op middenlijn van sagittaal vlak: van nasionpunt naar inionpunt
nasion: punt waar neusbot en os frontale samenkomen bovenaan de neus
inion: knobbel van os occipitale
* hoofdas in het coronaal vlak tussen het bot boven de oorpunten: van punt A1 naar punt A2
1
,Codering van de elektroden:
- linkerkant van hoofd: oneven cijfers
- rechterkant hoofd: even cijfers
- f = frontaal, c = centraal, p = pariëtaal, o = occipitaal, t = temporaal
- exact op de middenlijn: z
Voorbeelden: elektrode frontaal op de middenlijn: punt FZ
elektrode centraal op de middenlijn: punt CZ
Opmerking: Het 10-20 systeem is de stnadaardopstelling voor een routine EEG. Wanner met de 10-20
opstelling een afwijking in het EEG signaal wordt gevonden of wanner men een slaaponderzoek wil uitvoeren,
zal men opteren om een denser netwerk van elektroden te plaatsen waarbij er ook 10% intermediaire
elektroden geplaatst worden op de hoofdhuid veel fijnmaziger werken om afwijkende EEG signalen te kunne
oppikken.
OORSPRONG VAN HET EEG SIGNAAL
Neuronen:
De hersenen zijn 1 groot elektrochemisch orgaan opgebouwd uit neuronen. Dit zijn exciteerbare cellen die een
neuronale activiteit produceren (elektrische velden en magnetische velden).
- Activiteit bestaat uit ionenstroom over celmembranen heen = transmembranaire stromen
- Produceren zéér kleine signalen: EEG opstelling bestaat voor groot deel uit versterkingsapparatuur
- Signalen moeten passeren doorheen verschillende weefsellagen voordat ze elektroden bereiken:
* hersenvliezen
* schedel
* hoofdhuid
EEG signaal dat opgepikt wordt door 1 elektrode is nooit afkomstig van 1 neuron maar van 1000den
neuronen die onder de elektrode gelegen zijn
Oorsprong van het EEG signaal:
Wanneer 2 elektroden op de hoofdhuid geplaatst worden, meten we een potentiaalverschil van ca. 50 µV. Het
signaal zal spontane oscillaties vertonen variërend van 0.5 tot 30 Hz.
Oorsprong van het potentiaal verschil gebaseerd op elektrische stromen door extracellulair milieu met
specifieke elektrische weerstand. Opgepikte signalen zijn:
- Postsynaptische potentialen opgewekt in de cortex: EPSPs + IPSPs
* exciterende post-synaptische signalen (EPSPs)
* inhiberende pos-synaptische signalen (IPSPs)
- Thalamocorticale en cortico-corticale projecties
* thalamocorticale projecties: connecties van thalamus naar verschillende corticale gebieden
* cortico-corticale projecties: connecties tussen verschillende corticale gebieden onderling
De cerebrale cortex:
Cerebrale cortex: 6 lagen gekenmerkt door
* type neuronen in de laag
* connecties die laag maakt naar andere hersengebieden
- I) moleculaire laag, II) externe granulaire laag, III)
externe piramidale laag, IV) interne granulaire laag,
V) interne piramidale laag, VI) multiforme laag
-
2
, Figuur: connecties tussen corticale lagen en subcorticale gebieden.
Het EEG signaal omvat vnl. de activiteit van de grote piramidale
cellen waarvan de cellichamen in laag 5 (interne piramidale laag)
van de cerebrale cortex liggen
Neuronen laag 5: ontvangen input vanuit bv. Thalamus en ook
vanuit andere corticale gebieden
Thalamocorticale projecties:
De thalamus neemt een centrale plaats in in onze hersenen: Locatie zorgt ervoor dat thalamus zijn
- letterlijk: lokalisatie in het centrum functie optimaal kan benutten
- figuurlijk: centraal schakelcentrum voor alle synaptische input
We hebben een linker en rechter thalamus. Deze is opgebouwd uit een gespecialiseerde complexe structuur
met verschillende subkernen. Elke subkern heeft zijn eigen input en output richting, bv. Een bepaald corticaal
gebied.
- Vormen input:
* sensorisch
* motorisch
* info vanuit limbische systeem: regelen emoties
* info vanuit reticulair systeem (formatio reticularis): regelen activatietoestand hersenen + rol
bij slaap-waak regulatie
- Thalamocorticale projecties hebben belangrijke bijdrage aan het EEG signaal
OORSPRONG RITMICITEIT EEG
De ritmiciteit van het EEG vindt zijn oorsprong in:
- recurrente inhiberende circuits in de thalamus
- oscillerende neuronen in de thalamus
Recurrente inhiberende circuits in de thalamus:
Thalamus is opgebouwd uit subkernen waaronder niet-specifieke thalamuskernen (vb. nucleus reticularis) en
specifieke thalamuskernen. Deze niet-specifieke kernen projecteren niet richting de cortex maar wel richting
andere specifieke thalamuskernen. Hierdoor gaan ze de flow van informatie vanuit de periferie via de thalamus
richting de cortex beïnvloeden. De niet-specifieke thalamuskernen gaan dus indirect bijdragen aan de vorming
van het EEG signaal.
Nucleus reticularis:
- vlakke kern
- ligt als soort schil rond de rest van de thalamus
- gaat stroom van info doorheen specifieke thalamuskernen beïnvloeden en zo bijdragen aan ritmiciteit van het
EEG signaal
Oscillerende neuronen in de thalamus:
3
, In de thalamus zijn oscillerende neuronen aanwezig. Deze neuronen hebben van zichzelf een bepaald intrinsiek
ritme (vb. frequentie van 7 of 10 Hz) waarop ze APs gaan produceren.
EEG GOLVEN
CONCEPT: BASISPRINCIPE ONDERSCHEID TUSSEN HERSENGOLVEN (BELANGRIJK!!)
Het EEG signaal wordt opgebouwd door verschillende signalen afkomstig van een groot aantal verschillende
neuronen. De grootte van het EEG signaal wordt bepaald door de timing van de neurale activiteit van deze
verschillende neuronen:
- Synchrone activiteit van neuronen die bijdragen aan activiteit geregistreerd door 1 elektrode:
* productie van synchrone APs
* opgeteld signaal: hoge amplitude + lage frequentie = hoge, trage golf
- Niet-synchrone activiteit van neuronen die bijdragen aan activiteit geregistreerd door 1 elektrode:
* neuronen zijn bezig met hun eigen taak op verschillende momenten dus geen synchrone productie
APs
* opgeteld signaal: lage amplitude + hoge frequentie = lage, snelle golf
De verschillende hersengolven worden dus ingedeeld op basis van de frequentie van de golf dat een
weergave is van de onderliggende neuronale activiteit.
SOORTEN EEG GOLVEN
EEG golven worden ingedeeld o.b.v. frequentie
- Gamma golven: hoogste frequentie + laagste amplitude
- Delta golven: laagste frequentie + hoogste amplitude
Golf gebaseerd op synchroon activeren van
neuronen
- Beta, alfa en theta patroon: ertussen 4
