prakticna nastava cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

61

Upload: sinisa-ristic

Post on 29-Jun-2015

3.474 views

Category:

Documents


9 download

TRANSCRIPT

Page 1: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging
Page 2: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

EEG, EVP, EMNG

Page 3: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

Raspored elektroda u sistemu 10-20: međunarodno prihvačen način za postavljanje elektroda tzv. standard za postavljanje elektroda 10-20

Page 4: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

• Podjela potencijala mozga• Spontani potencijali (EEG) - (alfa, beta, teta,

delta talasi)• Događajem izazvani potencijali „Event

potentials“• pre događaja„anticipatorni“• posle događaja „evocirani“– Egzogeni (VEP, AEP, SEP) – Endogeni (P300)

Page 5: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

• Registrovanje i mjerenje električne aktivnosti mozga uz pomoć elektroda postavljenih na lobanju naziva se elektroencefalografija; grafički zapis koji se dobija u toku registrovanja se naziva elektroencefalograf (EEG), a uređaj koji vrši snimanje i mjerenje se naziva elektroencefalogram.

• Svaki stimulus izaziva aktivaciju određene grupe neurona, koja je specijalizovana za obradu te jedne vrste stimulusa. Ovi neuroni stimulišu druge grupe neurona koji obezbjeđuju reakciju na primljeni stimulus.

Page 6: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

• Svaki stimulus ili mentalna aktivnost izaziva aktivaciju različite grupe neurona, ali isti stimulus ili mentalna aktivnost će proizvesti istu reakciju neurona (aktiviraće približno isti region za približno isto vrijeme) kod svih zdravih ljudi.

• Potencijali mozga razlikuju se u toku različitih mentalnih aktivnosti (meditacija, relaksacija, spavanje, računanje . . . ) i stimulacija (akustičke, vizuelne, putem dodira).

Page 7: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging
Page 8: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging
Page 9: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

SPONTANI POTENCIJALI MOZGA - ELEKTROENCEFALOGRAFIJA

• Spontani potencijali mozga registruju se metodom elektroencefalografije.

• Alfa, beta, teta i delta su imena takozvanih spontanih potencijala mozga, jer oni nisu rezultat nekog stimulusa iz spoljašnje sredine već samo odraz unutrašnjeg stanja ispitanika (meditacija, relaksacija, spavanje, računanje).

• Spori talasi (delta i teta) se registruju kod odraslih osoba za vreme sporotalasnog spavanja, kada je korteks oslobođen od aktivirajućih uticaja iz nižih centara.

• Delta talasi se normalno nikada ne javljaju kod odraslih osoba u budnom stanju.

• Spore EEG frekvencije su prisutne kod novorođenčadi i male dece, međutim tokom procesa sazrevanja mozga ovi spori talasi progresivno izčezavaju.

Page 10: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

• Delta talase (slika 112) karakteriše najmanja frekvencija (0-4 Hz) uz najveću amplitudu (100 do 200 mikrovolti) i najduže trajanje (250 do 500 ms) u odnosu na druge EEG talase.

Page 11: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

• Teta talase (slika 113) karakteriše mala frekvencija (4-7 Hz), mala amplituda i trajanje od oko 200 ms. Ovi talasi prate jake emocije. Kod životinja teta talasi nastaju za vreme formiranja uslovnih refleksa, kada potiču uglavnom iz hipokampusa, koji je važan za emocije i kratkotrajno pamćenje bez kojih nema formiranja uslovnih refleksa. Kako se pri formiranju uslovnih refleksa koristi „motiv“ u vidu nagrade i kazne, to se teta ritam, koji prati formiranje uslovnih refleksa, često zove i ritmom stresa, nagrade i kazne. Teta-ritam se gubi iz EEG zapisa čim se završi učenje i zapis naučenog (engram) se preseli iz hipokampusa u depoe dugotrajne memorije

Page 12: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

• Alfa talasi (slika 114) imaju frekvenciju u intervalu od 8-13 Hz i veliku amplitudu (10 do 100 mikrovolti). Registruju se kada je ispitanik budan i psiho-fizički relaksiran (ima zatvorene oči, opušten je, ne razmišlja, za vreme dremanja, neposredno pre uspavljivanja). Ovi talasi nastaju u toku sinhronizovanog okidanja velikog broja neurona. Serija ovih talasa daje tzv. sinhronizovani EEG ili alfa-ritam. Amplituda ovih talasa se smanjuje pri otvaranju očiju (tzv. vizuelna blokada). Alfa ritam je najizraženiji obostrano okcipitalno („dominantni zadnji ritam“). Hans Berger je za prvu ritmičku aktivnost koju je video u EEG upotrebio naziv „alfa talas“. Pored činjenice da alfa ritam predstavlja dominantno zadnji ritam, postoje još druga dva normalna alfa ritma: mu ritam i temporalni „treći ritam“. Alfa ritam može biti patološki, napr. difuzni alfa ritam koji postoji kod pacijenata u komi, a koji ne reaguju na spoljašnje stimuluse naziva se „alfa koma“.

Page 13: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

• Beta talasi (slika 115) imaju najveću frekvenciju (14-30 Hz) a najmanju amlitudu. Oni se registruje kod zdravih, odraslih budnih osoba sa otvorenim očima. Takođe, registruju se u vreme REM-faze spavanja, kada se zovu PGO ritmom. Beta-talasi nastaju pri povećanoj aktivnosti mozga, pri povećanoj koncentraciji kada je nivo sinhronizacije smanjen. Zato je amplituda beta talasa najmanja (5 - 30 mikrovolti), a frekvencija najveća (14-30 Hz). Pošto su talasi asinhroni njihova amplituda opada iako je kortikalna aktivnost povećana. Beta talasi daju takozvani desinhronizovani EEG, a često se registruje u toku konzumiranja lekova (naročito benzodiazepina).

Page 14: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

• Sumarno, za frekvenciju i amplitudu EEG-talasa možemo reći da zavise od: godina starosti, stanja kore velikog mozga (budnost, spavanje, bolest), lekova koje se uzimaju, mesta na koje se elektrode postavljaju (okcipito-, parijeto-, frontalni region).

• Frekvencija moždanih talasa određena je ukupnim nivoom električne aktivnosti mozga, tj. ukupnim brojem neurona koji su aktivirani.

• Frekvencija moždanih talasa se povećava sa povećanjem moždane aktivnosti.

• Amplituda moždanih talasa određena je brojem neurona koji sinhrono okidaju, a ne ukupnim nivoom električne aktivnosti, jer se nesinhronizovani talasi poništavaju.

Page 15: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

• Amplituda EEG talasa zavisi od broja neurona u kojima sinhronizovano nastaju elektrotonički potencijali u sinapsi – ekcitatorni postsinaptički potencijal i inhibitorni postsinaptički potencijal. EPSP-i i IPSP.

• Korisno je poznavati još jednu definiciju elektroencefalografije. Elektroencefalografija je metoda za registrovanje sumirane, lokalne, spontane bioelektrične aktivnosti apikalno postavljenih dentrida neurona kore velikog mozga.

• Globalna bioelektrična aktivnost mozga odraslih osoba, registrovana pomoću elektroda postavljenih na površinu intaktne lobanje, ima u normalnim uslovima pri relaksaciji sa zatvorenim očima relativno uniformnu sliku sačinjenu od brzog beta ritma (14-30 Hz) u prednjim regijama, sporijeg alfa ritma (8-13 Hz) iznad zadnjih areja. Veća odstupanja od ove slike, osim u spavanju, imaju gotovo uvek patološko značenje.

Page 16: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

• Danas raspolaže sa brojnim različitim metodama registrovanja nEEG – Standardna EEG (skalp elektroencefalografija), najčešća u rutinskoj praksi, služi za

registrovanje električne aktivnosti sa poglavine pomoću površinskih elektroda. – Stereoencefalografija je metoda za registrovanje intracerebralne električne aktivnosti

pomoću dubinskih elektroda koje se postavljaju sterotaksično. One služe za registraciju potencijala i za stimulaciju određene regije mozga u cilju što preciznijeg određivanja epileptogene zone .

– Elektrokortikografija predstavlja metodu za registrovanje cerebralne aktivnosti na otvorenom mozgu sa njegovih površnih ili dubokih dijelova. Primjenjuje se u hirurgiji epilepsije za jasno definisanje epileptičnog žarišta.

– Poligrafija se koristi radi dobijanja uvida u kompleksne biološke procese različitih organa. Konstruisani su takvi aparati da je moguća istovremena registracija biosignala više organa ili sistema. Nazvani su poligrafi, a tehnika poligrafija. Podrazumijeva istovremenu registraciju elektroencefalograma, elektrokardiograma, elektrookulograma i elektromiograma.

– EEG monitoriranje - holter EEG pruža mogućnost praćenja električne aktivnosti mozga van EEG laboratorije u toku 24 časa. Podrazumijeva upotrebu minijaturne kasete za snimanje, koju pacijent nosi sa sobom bez ograničenja u svakodnevnim aktivnostima. Služi za egzaktno diferenciranje kako epileptičnih sindroma, tako i specifičnih poremećaja spavanja kod bolesnika sa nedovoljno jasnim nalazima dobijenim standardnom EEG.

– Elektroencefalografska kartografija - “EEG brain mapping” pruža topografsku distribuciju cerebralne aktivnosti i njenu analizu pomoću kompjuterske tehnike. Nema rutinsku kliničku primjenu. Ima poseban značaj u dijagnostici parcijalnih epilepsija, jer jasno određuje epileptičnu zonu.

Page 17: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

POTENCIJALI VEZANI ZA DOGAĐAJ (engl. „Event potentials“)

• Potencijali vezani za događaj nastaju u aktivnom okruženju, kada ispitanik odgovara na stimulus okoline.

• Evocirani potencijali• Evocirani potencijali predstavljaju registraciju odgovora korteksa na specifične stimuluse

primjenjene na receptore periferije. • Evocirani potencijali služe u procjeni anatomskog i funkcionalnog integriteta senzornih

sistema. • Generatori evociranih potencijala su male površine i male snage. Evocirani potencijali imaju

veoma malu amplitudu i do nekoliko stotina puta manju u odnosu na tzv. “pozadinski” EEG signal (voltaže koje predstavlju odraz regularne aktivnosti mozga). Postoje mnoge tehnike za procjenu evociranih potencijala u odnosu na EEG zapis. Najpopularnije i najviše korištena jeste tehnika usrednjavanja. U svakom testu evociranih potencijala stimulus se primjenjuje mnogo puta (1000-2000 puta), sve drugo što se registruje (osim izazvanog, evociranog potencijala), što nije vezano za signal dešava se u različitim vremenskim intervalima u odnosu na stimulus, dok samo potencijal koji se izazove (evocira) putem stimulusa dešava se uvijek u istom vremenskom intervalu u odnosu na stimulus. To omogućava računaru da izabere i pojača jedan konzistentan šiljak ili seriju šiljaka koji su izazvani primjenjenim stimulusom.

Page 18: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

EVOCIRANI POTENCIJALNI

– Vidni - VEP– Slusni - AEP– Mozdanog stabla BER– Kognitivni - CogEP– Somatosenzitivni SSEP

Page 19: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

VEP

Page 20: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

• Vizuelni evocirani potencijali (VEP) predstavljaju metodu ispitivanja anatomskog i funkcionalnog stanja optičkog sistema i to od ganglijskog sloja retine do vizuelnog korteksa (slika 116). Kao stimulus koristi se strukturisano šahovsko polje za odrasle kooperativne pacijente, a fleš stimulus za djecu i nekooperativne pacijente. Stimulacija se vrši biokularno, potom monokularno. Stimulus je prvo cijelo polje, potom temporalna, pa nazalna polovina vidnog polja. Dobija se vizuelni odgovor V forme, sa latencijom pojavljivanja od 100 msec. Interokularna razlika u latenciji ne smije biti veća od 5 msec.

• Kod dijagnostike multiple skleroze, VEP je jedan od kriterijuma za postavljanje sigurne dijagnoze bolesti.

Page 21: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

• Auditivni evocirani potencijali /AEP/ predstavljaju neurofiziološku metodu kojom ispitujemo periferni i centralni dio kompletnog akustičkog trakta, od kohlee do slušne kore. Kao stimulus koristimo zvuk intenziteta 85 dB /u zavisnosti od praga sluha/ primjenjenog preko slušalica postavljenih na uši ispitanika. Stimulacija se vrši biauralno, potom monoauralno, sa kontralateralnim maskingom šumom intenziteta – 40 dB. Dobijeni AEP se sastoji od 5 talasa u obliku sinusoide.

• Dijagnostička vrednost AEP se ogleda u vrlo ranoj dijagnostici lezija slušnog puta, kao i lezija moždanog stabla /multipla skleroza/. Takođe, AEP se koristi za monitoring u jedinicama intenzivne njege i kao i za postavljanje dijagnoze moždane smrti, što je od posebnog značaja kod donacije organa za transplantaciju.

Page 22: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

• Somatosenzorni evocirani potencijali /SEP/ su neurofiziološka metoda kojom procjenjujemo anatomski i funkcionalni integritet kompletnog sistema za somatski senzibilitet. SEP se izazivaju stimulacijom n. medianusa u predjelu ručja ili stimulacijom n. tibialisa u nivou medijalnog meleolusa. Od receptora za dodir, bol i temperaturu koji se nalaze u koži, impuls se prenosi senzitivnim nervima, preko zadnjih korjenova do tractus spinothalamicus–Edingeri, sistemom lemniscus medialisa, do ventrolateralnih i posterolateralnih jedara talamusa, te talamokortikalnim projekcijama do primarne senzitivne kore u postcentralnom girusu. Položaji registracione elektrode na skalpu zavise od vrste SEP-a, pri tome se elektrode postavljaju prema položaju senzitivnog homunkulusa na korteksu. Npr. ako se radi SEP n. tibialisa, elektroda se postavlja bliže verteksu, a ako se radi SEP n. medianusa, postavlja se dalje od verteksa i to obavezno na kontralateralnu stranu od strane stimulacije. Na registrovanim odgovorima, putem procjene intervala, određuje se periferna brzina provođenja, kao i centralno vrijeme provođenja. Produženje latenci odgovora i intervala je korisno u dijagnostici subkliničkih lezija pleksusa brahijalisa, kičmene moždine, moždanog stabla i somatosenzornog korteksa

Page 23: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

• Ovi evocirani potencijali ukazuju da mozak prima informacije da ovi stimulusi postoje, ali ne ukazuju na reakciju mozga na ove stimuluse. Zato se zovu egzogeni evocirani potencijali. Dijagnostički značaj egzogenih evociranih potencijala jeste u određivanju latence pojedinih tipičnih komponenti (za VEP tipične komponente su: negativna komponenta koja nastaje 75 ms poslije djelovanja stimulusa – N75, pozitivna komponenta koja nastaje 100 ms poslije stimulusa – P100, i negativna komponenta koja nastaje 135 ms poslije stimulusa – N135).

• Suprotno u odnosu na egzogene evocirane potencijale, endogeni evocirani potencijali se pojavljuju kada mozak analizira i razumije smisao stimulusa. Tipičan primjer je P300, pozitivni potencijal koji se registruje 300 ms poslije stimulusa. Dijagnostički značaj ovih stimulusa je latenca (kašnjenje u pojavljivanju), isto kao i za egzogene evocirane potencijale.

Page 24: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

• Pored evociranih potencijala postoji niz drugih metoda /npr. magnetna stimulacija korteksa, kognitivni multimodalni evocirani potencijali i dr. /, koje nam omogućavaju dodatno ispitivanje CNS-a. Dosadašnja istraživanja pokazuju da su evocirani potencijali i magnetna rezonanca komplementarne dijagnostičke metode, naročito kod subkliničkih lezija CNS-a.

Page 25: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

ELEKTROMIONEUROGRAFIJA

• Motorna• Senzitivna

• Brzina provodjenja akcionih potencijala izmedju 2 izabrane tacke nerva

• Akcioni potencijal misica – pojedinacnog – single fiber ili niza – slozeni

• Muap – motorna jedinica

Page 26: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

• Elektromioneurografija /EMNG/ je neurofiziološka metoda ispitivanja anatomskog i funcionalnog stanja perifernih nerava, neuromuskularne spojnice i mišića.

• Električnu aktivnost koja se odvija u mišiću moguće je registrovati putem površnih elektroda /najčešće se primjenjuju kod novorođenčadi/ i iglenih koaksijalnih elektroda /bipolarne i multipolarne/, koje se ubadaju u trbuh proprečno-prugastih mišića. Ovako dobijenu električnu aktivnost u mišiću višestruko pojačavamo pomoću pojačivača i registrujemo na ekranu osciloskopa.

• EMG metodom se dobijaju mišićni potencijali koji su posljedica aktivacije grupe miofibrila. To je makro EMG metoda. U mogućnosti smo da posebnim elektrodama registrujemo aktivnost samo jednog miofibrila /SFEMG-single fiber EMG/. Dobijeni prikaz makro EMG metodom predstavlja zajednički mišićni potencijal /compound motor unit action potential-cMUAP/. Fiziološki cMUAP je bifazan ili trifazan. Broj faza je rezultat električnih efekata talasa depolarizacije koji se kreću istom brzinom, ali kroz miofibrile različitog dijametra i čiji je prag ekscitacije različit. Amplituda cMUAP-a je broj depolarizovanih miofibrila u jednoj motornoj jedinici poprečno-prugastog mišića. Fiziološke vrijednosti amplitude su od 100 mikroV do 3 mV. Trajanje MUAP je vrijeme potrebno za depolarizaciju kompletne motorne jedinice i ono zavisi od veličine motorne jedinice. Fiziološke varijacije trajanja MUAP su od 3-10 msec.

Page 27: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

MOTORNI MNG

Page 28: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

FUNKCIONALNI NEUROIMAGING

Page 29: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

• Istraživanja korelacije struktura – funkcija mozga– Klinicka i neuropatoloska istrazivanja -

postmortem, npr neuropsiholoske studije - lezija-deficit

– Eksperimeni na životinjama – ogranicenja – kognicija

– Direktna, invazivna intraoperativna elektrokortikografija – mala podrucja mozga, visoka prostorna I vremenska rezolucija

– EEG I MEG – mala prostorna i visoka vremenska rezolucija - (10-100 ms/nekoliko mm).

– Funkcionalni neuroimaging

Page 30: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

Morfoloski neuroimaging• Konvencionalna RTG -

kraniogram, • kompjuterska tomografija

(CT) • magnetna rezonanca (MRI)

Neinvazivna vizuelizacija “mozga u akciji” -funkcionalni neuroimaging - prikaz moždanih struktura tokom obavljanja različitih aktivnosti

• Pozitron emisiona tomografija (PET),• Funkcionalna magnetna rezonanca

(fMRI) i dr

Page 31: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

Funkcionalni neuroimaging

• promjena regionalnog protoka krvi i/ili • promjena metaboličke aktivnosti mozg (% HbO2 ili

potrošnja glukoze)

• Signali - analog aktivnosti neurona – aktivnost mozga korelise sa – protokom krvi - potrošnja O2 I % dezoksiHb u krvi – potrošnjom glukoze

Ova veza nije direktno proporcionalno-linearna

Page 32: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

• Karakteristike• visoka prostorna

rezolucija, 1-3 mm;

• mala vremenska rezolucija - oko 1 sek - nije dovoljna da se registruju brze promjene moždane aktivnosti (kratkog trajanja)

Page 33: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

Jednofotonska emisiona kompjuterska tomografija (single-photon emission computed tomography - SPECT) i pozitronska

emisiona tomografija (PET)

• registrovanju selektivne distribucije radionuklida u moždanom tkivu primjenom jonizujuceg zracenja - poštovanje etičkih principa i neizlaganje ispitanika većem broju pretraga.

Page 34: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

SPECT• Radiofarmak - farmakološki aktivna supstanca obilježenu

gama emiterom (tehnecijum-99m i jod-123, koji se koncentrišu u dijelovima mozga zavisno od intenziteta njihove aktivnosti i ksenon-133 - neinvazivno određivanje regionalne moždane cirkulacije - rCBF-a)

• zbog cijene aparata i dostupnosti radiofarmaka prisutniji nego PET, ali ima slabiju prostornu rezoluciju

• SPECT obilježivači - ograničenja u odnosu na PET obilježivače kada su u pitanju vrste moždane aktivnosti koje mogu pratiti,+ duže zadržavanje u moždanom tkivu.

Page 35: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

PET• radiomarker obilježen pozitronskim

emiterom kratkog života u nano ili pikomolarnim koncentracijama (11C, 18F, i 15O. 13N), + mora postojati na bliskoj udaljenosti ciklotron

• Molekularni imaging - vezivanje za ciljnu molekulu (receptor, transporter, enzimi)

Alchajmerova bolest - hipometabolizam

frontalnih podrucja

Pozitronski (b+) emiteri doživljava anihilaciju na razdaljini do 1 mm od mjesta nastanka, uz emisiju dva fotona, od po 511 keV pod uglom od 1800 jedan od drugog.

Page 36: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

• informacije koje se mogu dobiti primjenom PET-a:– H2

15O - vizuelizacija regionalne moždane cirkulacije, (rCBF)

– 15O2 - vizuelizacija potrošnje O2, – 18F-2-deoksiglukoza (18FDG) -

vizuelizacija regionalne potrošnje glukoze (rCMRGlu)

– 11C-Methonin - vizuelizacija preuzimanja aminokiselina tj metabolizam proteina.

Page 37: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

PET

Page 38: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

MRI mozga (vizuelizacija magnetnom rezonancom) • Atomi sa neparnim brojem protona (npr H) izloženi

dejstvu vanjskog snažnog magnetnog polja, a potom dejstvu pulsa radiotalasa emituju u okolinu energiju cija registracija i obrada – MRI slika

• MRI slika zavisi prvenstveno od gustine protona u tijelu i njihove okoline.

• MRI moze pružiti mnoštvo značajnih informacija – sastav strukture (MR spektroskopija - MRS), – % Hb02 u odredjenom podrucju mozga (BOLD-

funkcionalna magnetna rezonanca - fMRI), – karakteristike lokalne cerebralne cirkulacije (magnetno

rezonantna angiografija - MRA); – perfuzija mozga -perfusion weighted imaging - PWI, – difuzija vode - diffusion-weighted imaging - DWI, – karakteristike cerebralne mikrocirkulacije i puteva

(diffusion tensor imaging - DTI), – magnetizacijski transfer imaging itd.

Difusion tensor imaging

Page 39: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

fMRI• Najčešči modalitet - BOLD

imaging (blood oxygenation level dependent): % HBO2 utiče na magnetna svojstva Hb - regioni mozga sa manjom aktivnošću imaju vecu količinu HbO2

• visoka prostorna rezolucija (do 1 mm) i slaba vremenska rezolucija (preko 1 sek).

• od ispitanika se moze tražiti da vrsi različite radnje: cita, planira, razmišlja o određenom problemu, planira pokrete određenih dijelova tijela - događajem povezani (event related) fMRI

Page 40: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

• izvođenje u realnom vremenu - slika se dobiva u trenutku registrovanja a ne naknadnom obradom, što omogućava vizuelizaciju lokalizacije moždane aktivnost tokom kognitivnih fenomena kratkog trajanja kao sto su halucinacije.

• daje odgovor koja područja mozga su aktivna prilikom obavljanja odredjene aktivnosti, a ne i kako se aktivnost odvija

• Prednost fMRI : PET– neinvazivna vizuelizacije moždane strukture i funkcije, bez primjene

jonizujuceg zračenja.

– bolja prostorna rezolucija (kod PET oko 6 mm) I bolja vremenska rezolucija (kod PET 45 sek) posebno primjenom fMRI u realnom vremenu.

Page 41: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging
Page 42: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

Registrovanja optičkog signala tokom izvodjenja moždane aktivnosti - Even related optical signals - EROS

• in vivo odredjuje se promjena protoka i %HbO2 u mozdanom tkiva – upotrebom različitih indikatora – neinvazivno preko lobanje- near infrared spectroscopic imaging (NIRSI) - optički monitoring aktivnosti neurona

• mogu se odrediti – redoks stanje citohrom c

oksidaze, – promjene potencijala

membrane i-ili ćelijskog volumena asocirane sa aktivnošću neurona.

Page 43: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

Principi funkcionisanja funkcionalnog neuroimaginga – PET I BOLD fMRI mozga

Page 44: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging
Page 45: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

HIBRIDNE TEHNIKE U FUNKCIONALNOM NEUROIMAGINGU• Signal izmedju 2 područjq mozga putuje oko 10 ms dok su promjene protoka

krvi i sadržaja HbO2 u njoj sporije, ~ 100 msek do X sek nakon aktivacije određenog regiona mozga – fMRI i PET ne mogu vjerno prikazati funkcionalnu povezanost pojedinih regiona mozga.

• Metode za registrovanje brzih promjena moždane aktivnost: EEG i MEG imaju slabiju prostornu rezoluciju koja je odredjena brojem elektroda koje se postavljaju na skalp.

• Slaba vremenska rezolucija fMRI nije uzrokovana tehničkim ograničenjima vec karakteristikama pojave koja se registruje – EEG registruje promjene električne aktivnosti nervnog tkiva, a fMRI registruje promjene protoka koje se odlikuju većom vremenskom inercijom. Ukoliko se opremom za MRI kvantifikuju fenomeni osim intenziteta lokalnog protoka krvi, moze se dobiti visoka prostorna rezolucija.

• postizanje dobre prostorne i vremenske rezolucije vizuelizacije se moze postići integracijom modaliteta koji imaju dobru prostornu rezoluciju sa onima koji se odlikuju dobrom vremenskom rezolucijom: SPECT-CT, SPECT-PET, PET/CT, TMS-PET, TMS-EEG (Hibridni funkcionalni neuroimaging)

• PET/fMRI - vizuelizaciju moždanih struktura uključenih u ponašanje; EEG/MEG daje informacije o progresiji aktivnosti tih sistema u funkciji vremena.

Page 46: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

MAGNETNO REZONANTNA SPEKTROSKOPIJA (MRS)

• in vivo mjerenje regionalne koncentracije materija koje sadrže atome 1H, 31P, 13C, 19F, 23Na i 7Li - vizuelizacija mozga na metabolickom i molekularnom nivou.

• 31P MRS - in vivo određivanje regionalnih koncentracije fosfoholina, fosfata, ATP, kreatinfosfata itd.

• 1H MRS - mjerenje in vivo regionalne koncentracije laktata i N-acetyl aspartat (NAA).

• Klinicke primjena– SCH, moždani udar, tumori, multipla

skleroza mogu se karakterisati na osnovu promjena regionalnog kvantiteta nivoa NAA kada se uporede sa zdravim osobama.

– Nivo holina I laktata – evaluacijA moždanih tumora.

Page 47: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

PRIMJERI

Page 48: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

fMRI vizuelizacija aktivnosti kolumni okularne dominacije vidne kore debljine oko 0,5 mm

Page 49: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

fMRI – motorna podrucja kora

Page 50: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging
Page 51: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

Kategorija-specifična vidna područja kore

• Lateralno Okcipitalno (LO)– objekt – kodirane informacije koje se

prepoznaju– objekti > (lica I scene)

lice

mjesto

Objekat

Malach, 2002, TICS

• Fuziformno podrucje za lice (FFA) ili posteriorni fusiformni sulkus - pFs– Lice– kodirane informacije koje se

prepoznaju– Lice > (objekti I scene)

• Parahipokampalno podrucje (PPA)– Mjesto – kodirane informacije koje se

prepoznaju– Mjesta > (objekti I lica)

Page 52: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

fMRI mozga insekta

Page 53: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

Primjena u kliničkoj praksi• dio rutinske preoperativne pripreme

pacijenata kada se pokušava uspostaviti odnosa izmedju simptoma I lokalizacije kortikalne lezije

• U prisustvo odredjenih lezija, područje koje dovodi do funkcionalnog ispada može biti izmjenjeno/promjenjeno zbog efekta potiskivanja mase, ili funkcija moze biti pomaknuta na druga područja u mozgu zbog efekta neuroplastičnosti.

Indeks jezike lateralizacije

Page 54: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

• Dominantnost hemisfera za jezičnu obradu treba da se zna preoperativno u pacijenata kod kojih se planira neurohirurška intervencija, jer se na taj način saznaje o izvedivosti operacije i omogućava se adekvatnu procjena rizika od postoperativnih neuroloških defekata.

• Kod operacije tumora, cilj hirurgije je da se ukloni što je više moguće tumora I nešto zdravog okolnog tkiva, čime se povećava vrijeme preživljavanje bolesnika i smanjuje učestalost recidiva i širenja bolesti, uz smanjenje rizika od postoperativnih neuroloških deficita, ako se odredi precizan odnos tumorskih margina i okolnih funkcionalno važnih područja mozga.

Page 55: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

• ovako dobiveni rezultati se velikim dijelom podudaraju sa specifičnijim ali invazivnim putem dobivenim intraoperativnim elektrofiziološkim podacima, tako da iako fMRI nije dovoljno specifična da može zamjeniti intraoperativnu elektrokortikalnu stimulaciju, ona može biti korisna kao vodilja hirurgu za planiranje, smanjujući trajanje i obim kraniotomije.

• fMRI može se koristiti u kliničkom istraživanju jezičkih funkcija, kao i za praćenje učenje jezika tokom oporavka i procjenu učinaka primjenjene terapije.

Page 56: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

• fMRI i PET su dala informacije koje su konacno definisale veze i funkcije prefrontalne kore, posebno u pogledu učešća u procesima pažnje i radne memorije.

• Funkcionalni neuroimaging se koristi i u istraživanjima kako bi produbili naša znanja o odnosu uticaja nasljedja i stecenih faktora u istraživanjima razvojne i adultne neuroplasticnosti.

Page 57: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

Dvojezicki mozak

Page 59: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

sistem neurona-ogledala (mirrow neurons). • kod macacus majmuna locirani u frontalnom delu, a kod ljudi oko

motornih zona, u tkz F5 premotornoj zoni i donjem parijetalnom korteksu.

• osnova velikog broja intelektualnih funkcija, kao npr utvrdjivanje korelacija između sopstvenih pokreta i pokreta odraza u ogledalu, različiti oblici učenja oponašanjem (i učenje govora) i druge funkcije.

• aktivni kada jedinka izvodi određene akcije, i kada posmatra kako neko drugi izvodi takve akcije - učestvuju u povezivanju akcije i njihove percepcije.

• značaj u socijalizaciji ponašanja. • oštećenje može biti od značaja u nastanku poremečaja iz autističkog

spektra bolesti

Page 60: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging

EEG TOKOM SPAVANJE

Page 61: Prakticna nastava   cns - peti blok - eeg, evp, emng. funkcionalni neuroimaging