Què és un ECG, EMG, EEG?

Un ECG és un electrocardiograma, un registre dels senyals elèctrics del cor. El fet que es produís una diferència de potencial al cor a l’excitació es va demostrar ja el 1856, en l’època de Dubois-Reymond. L’experiment demostrant això va ser establert per Kelliker i Müller exactament segons la recepta de Galvani: un nervi que corria fins al peu de la granota estava posat en un cor aïllat, i aquest “voltímetre viu” responia amb una sacsejada de la pata a cada batec cardíac.

Amb l’arribada d’instruments de mesura elèctrics sensibles, es va fer possible capturar els senyals elèctrics d’un cor en funcionament aplicant elèctrodes no directament al múscul cardíac, sinó a la pell.

El 1887, per primera vegada, va ser possible registrar un ECG humà d'aquesta manera, el que va fer el científic anglès A. Waller mitjançant un electròmetre capil·lar (la base d'aquest dispositiu era un capil·lar prim en el qual el mercuri estava vorejat per l'àcid sulfúric. Quan el corrent passava per un capil·lar, la tensió superficial al límit. els líquids van canviar i el menisc va canviar pel capil·lar.)

Aquest dispositiu no era còmode d’utilitzar-lo i l’ús generalitzat de l’electrocardiografia es va iniciar més tard, després de l’arribada el 1903 d’un dispositiu més avançat: el galvanòmetre de corda Einthoven. (El funcionament d’aquest dispositiu es basa en el moviment d’un conductor amb corrent en un camp magnètic. El paper del conductor el tenia un filament de quars argentat de diversos micròmetres de diàmetre, estretament en un camp magnètic. Quan es passava un corrent per aquesta corda, es doblegava lleugerament. Aquestes desviacions s’observen amb un microscopi. L’aparell tenia baixa inèrcia i permet registrar processos elèctrics ràpids.)

Després de l’aparició d’aquest dispositiu en diversos laboratoris, van començar a estudiar amb detall com es diferencia l’ECG d’un cor i d’un cor saludables en diverses malalties. Per aquestes obres V. Einthoven va rebre el premi Nobel el 1924, i el científic soviètic A. F. Samoilov, que va fer molt per al desenvolupament de l’electrocardiografia, va rebre el 1930 el premi Lenin. Com a resultat del següent pas en el desenvolupament de la tecnologia (l’aparició d’amplificadors i enregistradors electrònics), es van començar a utilitzar electrocardiògrafs a tots els grans hospitals.

Quina és la naturalesa de l’ECG?

Quan qualsevol nervi o fibra muscular s’excita, el corrent en algunes de les seves seccions flueix a través de la membrana cap a la fibra i en d’altres flueix. En aquest cas, el corrent necessàriament flueix per l’entorn extern que envolta la fibra i crea una diferència potencial en aquest medi. Això permet registrar l’excitació de la fibra mitjançant elèctrodes extracel·lulars, sense penetrar a la cèl·lula.

El cor és un múscul força potent. Al mateix temps s’emocionen moltes fibres i un corrent suficientment fort flueix a l’entorn que envolta el cor, que fins i tot a la superfície del cos crea diferències potencials de l’ordre d’1 mV.

Per obtenir més informació sobre l’ECG sobre l’estat del cor, els metges registren moltes corbes entre diferents punts del cos, per entendre aquestes corbes, necessita molta experiència. Amb l'arribada de la tecnologia informàtica, ha estat possible automatitzar significativament el procés de lectura "ECG". Un ordinador compara l’ECG d’un pacient determinat amb les mostres emmagatzemades a la seva memòria i proporciona al metge un diagnòstic presumptiu (o diversos possibles diagnòstics).

Ara hi ha molts altres nous enfocaments per a l’anàlisi d’ECG. Sembla molt interessant. Segons les dades registrades de molts punts del cos i el seu canvi en el temps, és possible calcular com es mou l’ona d’excitació pel cor i quines parts del cor es queden sense excitar (per exemple, es veuen afectades per un atac de cor). Aquests càlculs són molt laboriosos, però es van fer possibles amb l’arribada d’ordinadors.

Aquest enfocament de l’anàlisi d’ECG va ser desenvolupat per L. I. Titomir, un empleat de l’Institut de Problemes de Transmissió d’Informació de l’Acadèmia de Ciències de l’URSS.En lloc de moltes corbes difícils d’entendre, l’ordinador dibuixa a la pantalla el cor i la propagació de l’emoció als seus departaments. Es pot veure directament en quina zona del cor l’excitació és més lenta, quines parts del cor no s’entusiasmen gens, etc.

Els potencials del cor es van utilitzar en medicina no només per al diagnòstic, sinó també per controlar els equips mèdics. Imagineu-vos que un metge necessita prendre radiografies del cor en diferents fases del seu cicle, és a dir, en el moment de la contracció màxima, relaxació màxima, etc. Això és necessari per a algunes malalties. Però, com atrapar el moment de major contracció? Heu de fer moltes fotos amb l’esperança que una d’elles entri en la fase correcta.

Així, els científics soviètics V, S. Gurfinkel, V. B, Malkin i M. L. Tsetlin van decidir engegar els equips de rajos X de l’ona ECG. Això requeria un dispositiu electrònic no tan complicat, que incloïa disparar amb un retard determinat respecte a l’ona d’ECG. La solució enginyosa del problema en si mateixa és especialment interessant, ja que va ser un dels primers (ara nombrosos) dispositius en què els potencials naturals del cos controlen certs dispositius artificials; Aquesta àrea tecnològica s’anomena biofeedback.

Els músculs esquelètics del cos també generen potencials que es poden registrar des de la superfície de la pell. Tot i això, això requereix equips més avançats que per a la gravació d’ECG. Les fibres musculars individuals funcionen de manera asíncrona, els seus senyals que es sobreposen entre si es compensen parcialment i, en conseqüència, s’obtenen potencials inferiors que en el cas d’un ECG.

L’activitat elèctrica del múscul esquelètic s’anomena electromiograma - EMG. Per primera vegada es van descobrir els potencials de les fibres musculars humanes escoltant-les mitjançant un telèfon, el científic rus N. E. Vvedensky el 1882.

El 1907, el científic alemany G. Pieper va utilitzar un galvanòmetre de corda per al seu registre objectiu. Tot i això, era un mètode complex i laboriós. Només després que l’oscil·loscopi catòlic i l’equip electrònic apareguessin el 1923, l’electromiografia va començar a desenvolupar-se intensament. Ara s’utilitza àmpliament en ciències, medicina, esports i també en biocontrol.

Un dels primers grans usos del biocontrol EMG és crear pròtesis per a persones que han perdut el braç. Aquestes pròtesis es van crear per primera vegada al nostre país.

I què és un EEG?

Es tracta d’un electroencefalograma, és a dir, l’activitat elèctrica del cervell, possibles fluctuacions creades pel treball de les neurones cerebrals i registrades directament des de la superfície del cap. Les cèl·lules nervioses, com les fibres musculars, funcionen simultàniament: quan algunes d’elles creen un potencial positiu a la superfície de la pell, d’altres en creen un de negatiu. La compensació mútua dels potencials aquí és encara més forta que en el cas de EMG. Com a resultat, l'amplitud de l'EEG és aproximadament cent vegades menor que l'ECG, per tant, el seu registre requereix equips més sensibles.

L’EEG va ser registrat per primera vegada pel científic rus V, Pravdich-Nemsky en gossos utilitzant un galvanòmetre de corda. Va introduir curare als gossos de manera que els corrents musculars més forts no interferissin amb el registre de corrents cerebrals.

El 1924, el psiquiatre alemany G. Berger va iniciar a la Universitat de Jena l’estudi de l’EGE humà. Va descriure fluctuacions periòdiques en els potencials cerebrals amb una freqüència d’uns 10 Hz, que s’anomenen ritme alfa.El primer va registrar l’EEG d’una persona amb una convulsió d’epilèpsia i va arribar a la conclusió que Galvani tenia raó, suggerint que una secció sorgeix al sistema nerviós amb epilèpsia on els corrents són especialment forts (les cèl·lules s’exciten contínuament a alta freqüència).

Com que parlàvem de potencials molt febles registrats per un metge poc conegut, els resultats de Berger no van cridar l’atenció durant molt de temps; ell mateix els va publicar només cinc anys després del descobriment. I només després del 1930van ser confirmats pels famosos científics anglesos Adrian i Matthews, van ser "... segellats amb aprovació acadèmica", en paraules de G. Walter, un científic anglès que va tractar els aspectes clínics de l'EEG al laboratori de la Galia. En aquest laboratori, es van desenvolupar mètodes que van permetre determinar la localització d’un tumor o hemorragia al cervell per EEG, similar al que abans havia après ECG per determinar la ubicació d’un atac de cor al cor.

A més, a més del ritme alfa, es van descobrir altres ritmes cerebrals, en particular, ritmes associats a diferents tipus de son. Hi ha molts projectes de retroalimentació EEG. Per exemple, si el controlador enregistra constantment l’EEG, llavors podeu utilitzar l’ordinador per determinar el moment, el codi, ell comença a sonar-se i el desperta. Malauradament, tots aquests projectes són encara difícils d’implementar, ja que l’amplitud de l’EEG és molt reduïda.

A més de les EEG - fluctuacions del potencial del cervell en absència d'efectes especials, hi ha una altra forma de potencials cerebrals anomenats potencials evocats (EP).

Els potencials evocats són reaccions elèctriques que es produeixen en resposta a un llum de llum, so, etc. Com que moltes neurones del cervell responen gairebé simultàniament a un brillant llum de llum, els potencials evocats solen ser molt més grans que els EEG. No va ser casualitat que fossin descoberts molt abans que l’EEG (el 1875, per l’anglès Keton i independentment el 1876 per l’investigador rus V. Ya. Danilevsky).

Utilitzant potencials evocats, es poden resoldre problemes científics interessants. Per exemple, després d’un raig de llum, la resposta (EP) es produeix per primer cop a la regió occipital del cervell. D'això podem concloure que és en aquesta regió que arriba senyals sobre la llum.

Amb irritació elèctrica de la pell, es produeixen potencials evocats a la zona fosca del cervell.

Amb irritació de la pell de la mà, es produeixen en un lloc, la pell del peu en un altre. Podeu assenyalar aquestes respostes i aquest mapa mostra que la superfície de la pell dóna una projecció sobre la regió parietal del còrtex del cervell humà. És interessant que en aquest disseny es violen algunes proporcions, per exemple, la projecció de la mà és desproporcionadament gran. Sí, això és natural: el cervell necessita informació molt més detallada sobre la mà que, per exemple, sobre l’esquena.