Amplitud potensi yang dibangkitkan cenderung rendah, antara kurang daripada satu mikrovolt hingga beberapa, berbanding puluhan mikrovolt untuk electroencephalography (EEG), milivolt untuk elektromiografi (EMG) dan selalunya hampir 20 milivolt untuk elektrokardiogram (ECG). Purata isyarat biasanya diperlukan untuk menyelesaikan potensi amplitud rendah ini dalam menghadapi EEG, ECG, EMG dan isyarat biologi dan bunyi ambien yang berterusan. Isyarat adalah rangsangan bermasa dan kebanyakan hingar adalah rawak, membenarkan hingar dipuratakan pada tindak balas berulang.
Impuls dan isyarat
Isyarat boleh direkodkan daripada korteks serebrum, batang otak, saraf tunjang dan saraf periferi. Biasanya istilah "potensi yang ditimbulkan" dikhaskan untuk tindak balas yang melibatkan rakaman atau rangsangan struktur dalam sistem saraf pusat.sistem. Oleh itu, potensi yang dibangkitkan motor atau saraf deria yang kompleks yang digunakan dalam kajian pengaliran saraf biasanya tidak dianggap sebagai potensi yang ditimbulkan, walaupun ia sesuai dengan definisi di atas.
Potensi yang ditimbulkan deria
Ini direkodkan daripada sistem saraf pusat selepas rangsangan deria, seperti potensi yang dibangkitkan secara visual disebabkan oleh cahaya berkelip atau corak yang berubah pada monitor, potensi pendengaran yang ditimbulkan oleh rangsangan klik atau nada yang dipersembahkan melalui fon kepala atau sentuhan. atau potensi somatosensori yang ditimbulkan oleh rangsangan sentuhan atau elektrik saraf deria atau campuran di pinggir. Potensi yang ditimbulkan oleh deria telah digunakan secara meluas dalam perubatan diagnostik klinikal sejak 1970-an, serta dalam pemantauan neurofisiologi intraoperatif, yang dikenali sebagai neurofisiologi pembedahan. Berkat dia, kaedah membangkitkan potensi menjadi kenyataan.
Paparan
Terdapat dua jenis potensi yang ditimbulkan dalam penggunaan klinikal yang meluas:
- Pendengaran menimbulkan potensi, biasanya direkodkan pada kulit kepala, tetapi berlaku pada tahap batang otak.
- Potensi yang ditimbulkan secara visual dan potensi yang ditimbulkan oleh somatosensori yang terhasil daripada rangsangan elektrik saraf periferi.
Anomali
Long dan Allen melaporkan anomalipotensi otak (BAEP) yang ditimbulkan oleh potensi pendengaran pada wanita alkohol yang pulih daripada sindrom hipoventilasi pusat yang diperolehi. Para penyelidik ini membuat hipotesis bahawa batang otak pesakit mereka telah diracuni tetapi tidak dimusnahkan oleh ketagihan alkohol kroniknya. Kaedah membangkitkan potensi otak memudahkan untuk mendiagnosis perkara sedemikian.
Takrifan umum
Potensi yang ditimbulkan ialah tindak balas elektrik otak terhadap rangsangan deria. Regan membina penganalisis siri Fourier analog untuk merakam potensi harmonik yang ditimbulkan ke dalam cahaya yang berkelip-kelip (bermodulat sinusoid). Daripada menyepadukan produk sinus dan kosinus, Regan memberi isyarat kepada perakam dwi-pemproses melalui penapis laluan rendah. Ini membolehkannya menunjukkan bahawa otak telah mencapai keadaan mantap, di mana amplitud dan fasa harmonik (komponen frekuensi) tindak balas adalah lebih kurang malar dari semasa ke semasa. Dengan analogi dengan tindak balas keadaan mantap litar resonan yang mengikuti tindak balas sementara awal, beliau mentakrifkan keadaan mantap ideal yang menimbulkan potensi sebagai satu bentuk tindak balas kepada rangsangan deria berulang di mana komponen frekuensi tindak balas kekal malar dari semasa ke semasa dalam amplitud dan fasa.
Walaupun takrifan ini membayangkan satu siri bentuk gelombang masa yang sama, adalah lebih berguna untuk mentakrifkan kaedah potensi timbul (SSEP) dari segi komponen frekuensi, yang merupakan penerangan alternatif bagi bentuk gelombang dalam domain masa,kerana komponen frekuensi yang berbeza boleh mempunyai sifat yang sama sekali berbeza. Sebagai contoh, sifat kelipan SSEP frekuensi tinggi (yang memuncak pada kira-kira 40–50 Hz) sepadan dengan sifat neuron magnoselular yang ditemui kemudian dalam retina monyet kera, manakala sifat kelipan SSEP frekuensi pertengahan (yang memuncak pada kira-kira 15–20 Hz) sepadan dengan neuron parvoselular. Memandangkan SSEP boleh diterangkan sepenuhnya dari segi amplitud dan fasa setiap komponen frekuensi, ia dikira lebih unik daripada purata potensi yang ditimbulkan sementara.
Aspek Neurofisiologi
Kadangkala dikatakan bahawa SSEP diperoleh melalui rangsangan kadar pengulangan yang tinggi, tetapi ini tidak selalu betul. Pada dasarnya, rangsangan termodulat sinusoid boleh mendorong SSEP walaupun kadar pengulangannya rendah. Disebabkan pelancaran frekuensi tinggi SSEP, pacing frekuensi tinggi boleh menghasilkan bentuk gelombang SSEP yang hampir sinusoidal, tetapi ini bukan definisi SSEP. Menggunakan zum-FFT untuk merakam SSEP dengan had resolusi spektrum teoritikal ΔF (di mana ΔF dalam Hz ialah timbal balik tempoh rakaman dalam saat), Regan mendapati bahawa kebolehubahan fasa amplitud SSEP boleh agak kecil. Lebar jalur komponen frekuensi SSEP boleh berada pada had teori resolusi spektrum sehingga sekurang-kurangnya 500 saat daripada tempoh rakaman (dalam kes ini 0.002 Hz). Ini semua adalah sebahagian daripada kaedah berpotensi yang ditimbulkan.
Maksud dan aplikasi
Kaedah ini membenarkan berbilang (cth empat) SSEP direkodkan secara serentak dari mana-mana lokasi tertentu pada kulit kepala. Tapak rangsangan yang berbeza atau rangsangan yang berbeza boleh ditandakan dengan frekuensi yang sedikit berbeza, yang hampir sama dengan frekuensi otak (dikira menggunakan kaedah potensi yang ditimbulkan otak), tetapi mudah dipisahkan oleh penganalisis siri Fourier.
Sebagai contoh, apabila dua sumber cahaya bukan proprietari dimodulasi pada beberapa frekuensi berbeza (F1 dan F2) dan ditindih antara satu sama lain, berbilang komponen modulasi silang frekuensi bukan linear (mF1 ± nF2) dicipta dalam SSEP, dengan m dan n ialah integer. Komponen ini membolehkan anda meneroka pemprosesan bukan linear di dalam otak. Dengan menandakan kekerapan dua grid bertindih, frekuensi ruang dan sifat pelarasan orientasi mekanisme otak yang memproses bentuk spatial boleh diasingkan dan dikaji.
Rangsangan pelbagai modaliti deria juga boleh dilabelkan. Sebagai contoh, rangsangan visual berkelip pada Fv Hz dan nada pendengaran yang dipersembahkan secara serentak dimodulasi amplitud pada Fa Hz. Kewujudan komponen (2Fv + 2Fa) dalam tindak balas magnet otak yang ditimbulkan menunjukkan kawasan penumpuan audiovisual dalam otak manusia, dan pengedaran tindak balas di atas kepala memungkinkan untuk menyetempatkan kawasan otak ini.. Baru-baru ini, pengetegan frekuensi telah berkembang daripada penyelidikan pemprosesan deria kepada penyelidikan perhatian dan kesedaran terpilih.
Sapu
Kaedah sapuanialah subspesies kaedah berpotensi yang ditimbulkan vp. Sebagai contoh, plot amplitud tindak balas berbanding saiz corak papan dam rangsangan boleh diperolehi dalam masa 10 saat, yang jauh lebih pantas daripada purata sepanjang domain masa untuk merekodkan potensi yang dibangkitkan bagi setiap daripada beberapa saiz kawalan.
Skema
Dalam demonstrasi asal teknik ini, produk sinus dan kosinus disalurkan melalui penapis laluan rendah (seperti dalam rakaman SSEP) sambil melihat litar ujian halus yang petak hitam dan putihnya bertukar enam kali sesaat. Saiz petak kemudian ditingkatkan secara beransur-ansur untuk mendapatkan plot amplitud potensi yang ditimbulkan berbanding saiz kawalan (oleh itu perkataan "sapu"). Pengarang seterusnya melaksanakan teknik sapuan menggunakan perisian komputer untuk meningkatkan kekerapan spatial grating dalam satu siri langkah kecil dan mengira purata domain masa untuk setiap frekuensi spatial diskret.
Satu sapuan mungkin mencukupi, atau mungkin perlu untuk purata graf ke atas beberapa sapuan. Purata 16 sapuan boleh meningkatkan nisbah isyarat kepada hingar graf dengan empat faktor. Teknik sapuan telah terbukti berguna untuk mengukur proses visual yang menyesuaikan dengan pantas, serta untuk merakam kanak-kanak, di mana tempohnya semestinya singkat. Norcia dan Tyler menggunakan teknik tersebut untuk mendokumentasikan perkembangan ketajaman penglihatan dansensitiviti kontras semasa tahun pertama kehidupan. Mereka menekankan bahawa dalam mendiagnosis perkembangan visual yang tidak normal, lebih tepat norma perkembangan, lebih jelas seseorang dapat membezakan antara abnormal dan normal, dan untuk tujuan ini, perkembangan visual normal telah didokumenkan dalam kumpulan besar kanak-kanak. Selama bertahun-tahun, teknik sapuan telah digunakan di klinik oftalmologi pediatrik (dalam bentuk elektrodiagnostik) di seluruh dunia.
Faedah kaedah
Kami telah pun bercakap tentang intipati kaedah berpotensi yang ditimbulkan, kini patut dibincangkan tentang kelebihannya. Teknik ini membolehkan SSEP mengawal secara langsung rangsangan yang menimbulkan SSEP tanpa campur tangan sedar subjek eksperimen. Sebagai contoh, purata bergerak SSEP boleh diatur untuk meningkatkan kecerahan rangsangan papan dam jika amplitud SSEP jatuh di bawah beberapa nilai yang telah ditetapkan, dan mengurangkan kecerahan jika ia meningkat melebihi nilai tersebut. Amplitud SSEP kemudian berayun di sekitar titik set ini. Sekarang panjang gelombang (warna) rangsangan berubah secara beransur-ansur. Plot yang diperolehi pergantungan kecerahan rangsangan pada panjang gelombang ialah graf sensitiviti spektrum sistem visual. Intipati kaedah potensi timbul (VP) tidak dapat dipisahkan daripada graf dan rajah.
Electroencephalograms
Pada tahun 1934, Adrian dan Matthew menyedari bahawa potensi perubahan dalam EEG oksipital boleh diperhatikan dengan rangsangan cahaya. Dr. Cyganek membangunkan tatanama pertama untuk komponen EEG oksipital pada tahun 1961. Pada tahun yang sama Hirsch danrakan sekerjanya merekodkan potensi yang dibangkitkan secara visual (VEP) pada lobus oksipital (luar dan dalam). Pada tahun 1965, Spelmann menggunakan rangsangan papan catur untuk menggambarkan WEP manusia. Shikla dan rakan sekerja telah menyelesaikan percubaan untuk menyetempatkan struktur dalam laluan visual utama. Halliday dan rakan sekerja menyelesaikan kajian klinikal pertama dengan merekodkan VEP yang tertunda pada pesakit dengan neuritis retrobulbar pada tahun 1972. Dari tahun 1970-an hingga hari ini, sejumlah besar penyelidikan meluas telah dilakukan untuk menambah baik prosedur dan teori, dan kaedah ini juga telah diuji ke atas haiwan.
Kecacatan
Rangsangan cahaya bertaburan jarang digunakan pada hari ini kerana kebolehubahan yang tinggi dalam dan antara subjek. Walau bagaimanapun, jenis ini berfaedah apabila menguji bayi, haiwan atau orang yang mempunyai ketajaman penglihatan yang lemah. Corak papan dam dan kekisi masing-masing menggunakan petak dan jalur terang dan gelap. Segi empat dan jalur ini mempunyai saiz yang sama dan dipersembahkan satu demi satu pada skrin komputer (sebagai sebahagian daripada kaedah potensi yang ditimbulkan).
Penempatan elektrod amat penting untuk mendapatkan tindak balas VEP yang baik tanpa artifak. Dalam tetapan biasa (saluran tunggal), satu elektrod terletak 2.5 cm di atas ion dan elektrod rujukan terletak pada Fz. Untuk jawapan yang lebih terperinci, dua elektrod tambahan boleh diletakkan 2.5 cm di sebelah kanan dan kiri auns.
Kaedah pendengaran untuk membangkitkan potensi otak
Dia bolehdigunakan untuk mengesan isyarat yang dihasilkan oleh bunyi melalui laluan pendengaran menaik. Potensi yang dibangkitkan dijana dalam koklea, melalui saraf koklea, melalui nukleus koklea, kompleks zaitun superior, lemniscus lateral, ke kolikulus inferior di otak tengah, ke badan geniculate medial, dan akhirnya ke korteks serebrum. Beginilah cara kaedah membangkitkan potensi sistem saraf pusat, yang dijalankan dengan bantuan bunyi, berfungsi.
Potensi yang ditimbulkan pendengaran (AEP) ialah subkelas potensi berkaitan peristiwa (ERP). ERP ialah tindak balas otak yang terikat masa kepada peristiwa seperti rangsangan deria, peristiwa mental (pengiktirafan rangsangan sasaran), atau melangkau rangsangan. Untuk AEP, "acara" ialah bunyi. AEP (dan ERP) ialah potensi voltan elektrik yang sangat kecil yang berasal dari otak, direkodkan dari kulit kepala sebagai tindak balas kepada rangsangan pendengaran seperti pelbagai nada, bunyi pertuturan, dsb.
Potensi yang ditimbulkan oleh batang otak pendengaran ialah AEP kecil yang direkodkan sebagai tindak balas kepada rangsangan pendengaran daripada elektrod yang diletakkan pada kulit kepala.
AEP digunakan untuk menilai fungsi pendengaran dan neuroplastisitas. Ia boleh digunakan untuk mendiagnosis ketidakupayaan pembelajaran pada kanak-kanak, membantu membangunkan program pendidikan khusus untuk orang yang mempunyai masalah pendengaran atau kognisi. Dalam rangka kerja psikologi klinikal, kaedah potensi yang dibangkitkan digunakan agak kerap.
