Czym jest neuroobrazowanie EEG?

W tym artykule przeczytasz:

• Jak działa mózg

• Jakie metody wykorzystywane są w badaniach mózgu

• Jakie są podstawowe zasady zapisu EEG

• Jakie elementy zapisu EEG są ważne w przypadku zaburzeń koncentracji uwagi

• Jak wykorzystać zapis EEG i badanie QEEG w treningach Biofeedback

• Jak stosować metodę Biofeedback w konkretnych lokalizacjach

Jak działa ludzki mózg?

Chcąc zrozumieć zasadę działania mózgu, można powiedzieć, że to niezbędny do życia procesor, który jest w stanie równolegle przetwarzać informacje napływające ze środowiska zewnętrznego i wewnętrznego.

Procesy poznawcze, które nieustannie zachodzą w naszym mózgu są regulowane przez jednoczesne działanie wielu ośrodków, które są ze sobą wzajemnie powiązane połączeniami nerwowymi. Obecnie dysponujemy technikami neuroobrazowania, dzięki którym możemy bez problemu mapować mózg, tzn. zbadać jego strukturę, a także funkcje w dowolnych lokalizacjach.

Wiemy już, że dla prawidłowego przebiegu procesu, np. percepcji wzrokowej bodźca, konieczna jest interakcja różnych ośrodków korowych, które znajdują się w obrębie różnych płatów i mają połączenie z ośrodkami podkorowymi.

Współpraca międzypółkulowa przy rozwiązywaniu jakiegoś zadania oparta jest na zasadzie nadrzędności jednej z półkul mózgowych. Jeżeli np. będzie to proste zadanie arytmetyczne – działanie na liczbach – to najbardziej będzie w nie zaangażowany (najbardziej aktywny) lewy płat ciemieniowy, co absolutnie nie znaczy, że prawa półkula będzie w tym momencie zupełnie bezczynna i bezproduktywna, także w kontekście rozwiązywania tego konkretnego zadania matematycznego. W praktyce jest tak, że obie półkule nawzajem się uzupełniają i współpracują przy realizacji różnych zadań, a powiązane są ze sobą na zasadzie specjalizacji komplementarnej.

Na podstawie przeprowadzonych badań uznaje się, że lewa półkula odgrywa decydującą rolę w przetwarzaniu informacji językowych (szczególnie u ludzi praworęcznych) i arytmetycznych. Prawa półkula natomiast analizuje dane wzrokowo-przestrzenne, emocjonalne i jest zaangażowana w procesy pamięci.

Badania mózgu - metody

W badaniach mózgu wykorzystujemy np. diagnostykę EEG do określenia lokalizacji danej funkcji, rozpoznawania zaburzeń psychiatrycznych i neurologicznych, określania wpływu leków na zapis EEG, czy też ostatnio w medycynie jako wsparcie w dobieraniu leków, które dadzą prawdopodobnie najlepszą odpowiedź w procesie farmakoterapii (EEG Finding in selected Neurological and Psychiatric Conditions, Hughes, 1999).

Do tych technik obrazowania pracy mózgu i wskazywania na jego funkcjonalną patologię należy także QEEG (ang. quantitative elekroencephalogram – ilościowy elektroencefalogram) wykorzystywany przede wszystkim przez specjalistów QEEG do opracowywania protokołów treningowych EEG-Biofeedback w odniesieniu do bazy danych, np. HBI.

Metoda ta ma zarówno swoich zwolenników, jak i przeciwników. Na początku wprowadzania terapii EEG-Biofeedback w Polsce, reakcje na tę nową metodę były podobne, czyli raczej sceptyczne, szczególnie w środowisku medycznym. Korzystając jednak z naszego doświadczenia w wykorzystywaniu badania QEEG w pracy z pacjentami z ADHD, ADD, zaburzeniami lękowymi, depresyjnymi, zaburzeniami uczenia się, możemy stwierdzić, że przynosi ono bardzo duże korzyści w stawianiu trafnej diagnozy, a następnie w procesie weryfikacji efektów terapii EEG-Biofeedback.

Zapis EEG - podstawowe zasady

Pamiętajmy, że ludzki mózg działa na zasadzie komplementarnej współpracy dwóch półkul. W języku EEG można powiedzieć, że ta współpraca międzypółkulowa jest widoczna w synchroniczności i symetryczności zapisu EEG z obu półkul mózgowych.

Aby to zjawisko zaobserwować, a także dostrzec ewentualne nieprawidłowości pojawiające się w zapisie EEG, najlepiej przeprowadzić (co najmniej) 19-kanałowe pełnoczepkowe badanie, a następnie poddać analizie otrzymane dane. Wspomnianą analizę przeprowadzamy za pomocą specjalistycznego programu.

Podkreślić należy, że nie jest to analiza medyczna, czyli taka, jakiej dokonuje lekarz, np. neurolog, patrząc na zapis EEG.

Zaburzenia koncentracji uwagi - kluczowe elementy w zapisie EEG

W przypadkach zaburzeń koncentracji uwagi, interesują nas przede wszystkim amplitudy, moc poszczególnych fal oraz ich współczynniki (np. współczynnik theta/beta). Interesuje nas, w jakim zakresie zapis EEG zmienia się w określonych warunkach, np. wykonywania przez pacjenta długotrwałych zadań jednorodnych (testy CPT), w odpowiedzi na określone bodźce, co dzieje się w zapisie, jeśli badany ma przed sobą trudne, wymagające zadanie (stres).

Naszym celem nie jest diagnoza medyczna i stawianie rozpoznania zgodnego z klasyfikacją medyczną (ICD-10, DSM V), ale zbadanie źródła problemu w celu ustalenia określonego postępowania w terapii.  W tym kontekście klasyfikowanie ma zwykle ograniczone znaczenie w psychoterapii. W przypadku diagnozowania chorób neurologicznych QEEG może uzupełniać, ale nie zastępować rutynowe badania EEG zalecane przez lekarza. Pacjenci z objawami neurologicznymi powinni być prowadzeni w terapii pod kontrolą lekarza.

Uzyskanie synchronicznego zapisu nie jest możliwe przy wykorzystaniu tylko jednej elektrody (diagnostyka jednokanałowa). Zebrane informacje z zapisu EEG z 19 kanałów można zastosować do tworzenia tzw. map mózgu (brain mapping), czyli graficznej reprezentacji przeprowadzonej analizy ilościowej zapisu w postaci kolorowych rysunków w kształcie głowy. Natomiast dzięki spectrum 2D możemy obserwować i analizować w porównaniu bazami normatywnymi, co dzieje się w mózgu w każdym z 19 punktów pomiaru i w każdym z interesujących nas zakresów częstotliwości (19 punktów pomiaru wg metody 10–20).

Trening Biofeedback - jak wykorzystać zapis EEG i badanie QEEG?

Porównanie otrzymanego zapisu (danego pacjenta) z bazą danych (bazą normatywną) pozwala stwierdzić, jakie są różnice w zapisie EEG i czy są one istotne oraz ewentualnie skojarzyć je z obserwowanymi zaburzeniami w funkcjonowaniu pacjenta. Korzystając z powyższych informacji możemy opracować konkretne wytyczne do treningu EEG-Biofeedback, a więc do tego, w jakiej lokalizacji i jakie pasmo częstotliwości będziemy hamować, a jakie promować.

Ponadto wykonanie badania QEEG przed i po treningu EEG-Biofeedback umożliwia stwierdzenie ewentualnych zmian zapisu EEG w zakresie częstotliwości i amplitudy fal w poszczególnych lokalizacjach. Dane te mogą posłużyć do określenia efektywności pracy terapeutycznej z wykorzystaniem treningu EEG-Biofeedback.

Niestety tego typu diagnostyka jest dość kosztowna, przede wszystkim ze względu na cenę samego urządzenia, jak również koszty jego eksploatacji. W związku z tym część terapeutów decyduje się na rozwiązanie pośrednie – znacznie tańsze, o nazwie mini QEEG. Możliwości tego typu diagnostyki opierają się na montażu referencyjnym (jednobiegunowym) i porównywaniu ze sobą jednoczesnego odczytu z dwóch (lub więcej) elektrod. W sumie jest to pomiar z 9 punktów na skórze głowy. Rozpoczynamy go od jednokanałowego pomiaru w punkcie Cz. Następnie wykonujemy montaże w parach elektrod w punkatch Fz–Pz; C3–C4; F3–F4; P3–P4 (według systemu 10–20).

Wykonanie tego typu zapisu EEG umożliwia zaobserwowanie np. asymetrii amplitudowej w dowolnym paśmie częstotliwości między lewą i prawą półkulą, co ma zasadnicze znaczenie dla wstępnego rozpoznania niektórych zaburzeń aktywności mózgu u osób ze zdiagnozowaną depresją. Co za tym idzie, umożliwia podjęcie odpowiednich kroków terapeutycznych z wykorzystaniem treningu EEG-Biofeedback w odpowiedniej lokalizacji i w odpowiednim zakresie częstotliwości.

W systemie ProComp2 firmy Thought Technology do wykonania takiej diagnostyki potrzebne są jedynie dwa komplety elektrod oraz jeden zestaw przewodów łączących do dwukanałowego EEG. W systemach ProComp5 (pięciokanałowy), ProComp Infiniti (ośmiokanałowy) oraz FlexComp Infiniti (dziesięciokanałowy). Oprócz dwóch par elektrod i kabli łączących, potrzebny jest dodatkowy czujnik EEG-Z.

Normy stosowania metody Biofeedback w konkretnych lokalizacjach

Obecnie nie istnieją drukowane „normy” do stosowania metody Biofeedback w poszczególnych lokalizacjach. Można jednak, posługując się wartościami orientacyjnymi, znając proporcje poszczególnych fal, ich prawidłowy rozkład na powierzchni głowy, kierując się własnym doświadczeniem oraz prowadząc diagnostykę w odniesieniu do informacji zebranych w wywiadzie i obserwowanych objawów – określić prawidłowo cel treningu.

Dopełnieniem tej ilościowej diagnostyki może być wykorzystanie bazy normatywnej, która pozwoli dokładnie określić stopień odchylenia wyniku od wartości średniej w populacji. Obecnie w systemie Infiniti można wykorzystać bazę Z-Score Neuroguide (autorstwa Roberta Thatchera), która uwzględnia wiek pacjenta, lokalizację elektrody oraz warunki badania. Dostępne są dwie wersje: dwukanałowa – dostosowana do wszystkich koderów oraz czterokanałowa dla ProComp Infiniti i FlexComp Infiniti.

Mierzone parametry obejmują m.in. amplitudę, moc, moc względną, asymetrię, koherencję, fazę oraz 10 współczynników (m.in. theta/beta). Dostęp do bazy Z-Score Neuroguide jest możliwy po otrzymaniu specjalnej licencji.

Bibliografia:

1. Demos J., Getting Started with Neurofeedback, W. W. Norton & Company, 2005.
2. Thompson M., Thompson L., Neurofeedback. Wprowadzenie do podstawowych koncepcji psychofizjologii stosowanej, Wydawnictwo Biomed Neurotechnologie, Wrocław 2013.