مبانی الکتروانسفالوگرافی

مغز انسان یک عضو شگفت‌انگیز بدن است که تمامی عملکردهای آن را کنترل می‌کند. مغز انسان اطلاعات را از دنیای بیرون دریافت، و پردازش کرده و ماهیت ذهن و روان را به تصویر می‌کشد.

هوش، خلاقیت، احساسات و حافظه برخی از مواردی است که توسط مغز انسان ایجاد می‌شوند.

مغز انسان تشکیل شده از مخ، مخچه و بصل النخاع است که توسط استخوان جمجمه حفاظت می‌شوند. مغز بیش‌تر مواقع اطلاعات را از طریق حواس پنچ گانه یعنی بینایی، بویایی، شنوایی، لامسه و چشایی دریافت می‌کند. مغز این پیام‌ها را به نوعی که برای ما قابل فهم باشد جمع آوری کرده و این اطلاعات را در مناطق خاص و اغلب مرموزی ذخیره می‌کند.

مغز انسان در کنترل افکار، حافظه، گفتار و… نیز نقش دارد.

سیستم عصبی مرکزی (CNS) از مغز و نخاع تشکیل شده و سیستم عصبی محیطی (PNS) شامل اعصاب نخاعی است که انشعابات اعصاب مغزی و طناب نخاعی تشکیل شده است.

مغز انسان

مغز سه بخش اصلی دارد: مخ، مخچه، بصل النخاع

مغز انسان شامل مخ، مخچه و بصل النخاع است.

مخ

مخ (Cerebrum) بزرگ‌ترین بخش مغز است که از دو نیمکره‌ی چپ و راست تشکیل شده است. مخ عملکردهایی نظیر پردازش لامسه، بینایی، شنوایی، گفتار، استدلال، احساسات، یادگیری و کنترل دقیق حرکات را بر عهده دارد.

مخچه

مخچه (cerebellum) در زیر مخ قرار گرفته و عملکرد آن، هماهنگی در حرکات ماهیچه‌ها و حفظ وضعیت و تعادل بدن است.

بصل النخاع

بصل النخاع (Brainstem) به عنوان مرکز کنترل اتصالات مخ، مخچه و نخاع است. این بخش در بسیاری از عملکردهای غیر ارادی نظیر تنفس، ضربان قلب، درجه حرارت بدن، بیداری و چرخه ی خواب، گوارش و هضم غذا، عطسه، سرفه، استفراغ و بلع دخالت دارد.

نیمکره های مغز انسان

مغز به دو نیمکره ی چپ و راست تقسیم می‌شود. دو نیمکره ی مغز توسط فیبرها و یا الیاف جسم پینه‌ای به یکدیگر اتصال پیدا می‌کنند

مغز انسان به دو قسمت عمده‌ی نیم کره‌ ی راست و چپ تقسیم می‌شود

این دو نیمکره با اجتماعی از رشته‌ها و الیاف عصبی به نام جسم پینه (Corpus callosum) که پیام‌ها را از نیمکره‌ای به نیمکره‌ی دیگر منتقل می‌کند با یکدیگر در تعامل هستند.

هر نیمکره کنترل بخش مخالف خود در بدن را برعهده دارد. (نیمکره چپ، بخش راست بدن و نیمکره ی راست بخش چپ بدن را کنترل می‌کند.)

اگر سکته‌ی مغزی در سمت راست مغز فردی رخ دهد، بازو و یا پای چپ شخص ممکن است ضعیف یا فلج شود. البته تمام عملکردهای دو نیمکره‌ ی مغز مشترک نیست و در مجموع نیمکره‌ ی چپ مغز، درک گفتار، ریاضیات و توانایی نوشتن را کنترل می‌کند. همچنین نیمکره‌ ی راست مغز، خلاقیت، توانایی درک فضایی، مهارت‌های هنری و موسیقی را کنترل می‌کند.

نیمکره ی چپ مغز غالبا در استفاده از دست و زبان درمیان حدود ۹۲% مردم رایج است.

لوب های مغز انسان

مغز به چهار لوب پیشانی، آهیانه، گیجگاهی و پس سری تقسیم می‌شود

نیمکره های مغز انسان دارای شکاف‌های متمایزی هستند که مغز را به لوب های مختلف تقسیم می‌کند.

هر نیمکره ی مغز (Hemisphere) شامل چهار لوب است:

لوب پیشانی (Frontal lobe)

لوب آهیانه‌ای (Parietal lobe)

لوب گیجگاهی (Temporal lobe)

لوب پس سری (Occipital lobe)

هر لوب ممکن است به مناطق دیگری که عملکردهای ویژه‌ای را کنترل می‌کند تقسیم شود. دانستن این که هر لوب مغزی به تنهایی فاقد عملکرد مطلوب است بسیار حائز اهمیت می‌باشد.

میان لوب های مغزی و نیم کره های مغز ارتباط بسیار پیچیده‌ای وجود دارد.

لوب پیشانی

• شخصیت، رفتار، احساسات
• قضاوت، برنامه ریزی، حل مسئله
• ایجاد حرکت جهت تولید نوشتار و گفتار (ناحیه ی بروکا)
• حرکات بدن
• هوش، تمرکز، خودآگاهی

لوب آهیانه‌ای

• تفسیر زبان و کلمات
• حواسی نظیر لامسه، درد، درک حرارت بدن
• تفسیر سیگنال های بینای، شنوایی، حرکتی، حسی و حافظه
• درک فضایی و بصری

لوب پس سری

• تفسیر بینایی ( رنگ، نور، حرکت(

لوب گیجگاهی

• درک زبان ( ناحیه ی ورنیک(
• حافظه
• شنوایی

زبان

به طور کلی نیم کره ی چپ مغز انسان مسئول زبان و گفتار است و به عنوان نیم کره‌ی غالب شناخته می‌شود. نیم کره ی راست مغز انسان نقش مهمی در تفسیر اطلاعات بصری و پردازش اطلاعات فضایی بر عهده دارد .

عملکردهای گفتاری در حدود یک سوم افرادی که چپ دست هستند ممکن است در نمیکره ی راست مغز رخ دهد. این افراد ممکن است نیاز به انجام آزمایش‌های خاصی داشته باشند که تعیین کند مرکز گفتار در مغز آن‌ها در کدام نیمکره است.

Aphasia یک مشکل زبانی است که در بیان گفتار، درک، خواندن و نوشتن اثر گذاشته و اغلب در اثر تروما یا سکته مغزی ایجاد می‌شود. نوع Aphasia به ناحیه‌ی آسیب دیده در مغز بستگی دارد.

ناحیه بروکا

ناحیه بروکا (Broca) در لبه‌ی لوب چپ پیشانی قرار دارد.

اگر این ناحیه آسیب دیده باشد ممکن است در حرکات زبان و ماهیچه‌های صورت به منظور تولید صدا مشکل ایجاد کند. در این شرایط فرد قادر به درک گفتار است ولی در صحبت کردن و نوشتن دچار مشکل می‌شود. برای مثال در نوشتن یک متن، کلمات در فرم صحیح و در یک خط نوشته نمی‌شود.(Broca`s Aphasia)

ناحیه ورنیکه

ناحیه ورنیکه (Werniche) در لبه‌ی لوب چپ گیجگاهی قرار دارد.

آسیب به این ناحیه سبب بروز Werniche Aphasia می‌شود. فرد ممکن است در این شرایط جملات طولانی بی‌معنایی را ادا کند. و حتی ممکن است کلمات جدیدی را ایجاد کند. این افراد قادر به صحبت کردن هستند ولی در درک گفتار مشکل دارند و از اشتباهات خود در صحبت کردن بی‌اطلاع‌اند.

قشر مغز

قشر مغز شامل نورون (بخش خاکستری) است که با بخش‌های دیگر مغزی به وسیله‌ی آکسون(بخش سفید) در ارتباط است

به بخش سطحی مخ کورتکس گفته می‌شود که دارای برجستگی‌ها و فرورفتگی‌های متعدد است. کورتکس دارای ۱۶ میلیارد نورون است که در لایه‌های خاصی قرار گرفته اند.(مخچه شامل ۷۰میلیارد و درمجموع مغز دارای ۸۶ میلیارد نورون است.)

سطح سلول های عصبی کورتکس به رنگ خاکستری بوده و بخش خاکستری مغز را ایجاد می‌کنند.

در زیر قشر مغز (Cortex)، رشته‎های بلند عصبی به نام آکسون وجود دارند که ارتباط نقاط مختلف مغز را میسر می‌کنند. این قسمت را بخش سفید مغز می‌نامند.

قشر مغز دارای برجستگی‌ها و فرورفتگی‌های متعدد است. فرورفتگی‌های قشر مخ باعث افزایش سطح مغز می‌شود و اجازه می‌دهد تا نورون های بیشتری داخل جمجه جای گیرند و به همین علت سبب افزایش عملکردهای مغزی می‌شود.

هر فرورفتگی در مغز یک Gyrus نامیده شده و به شیار این فرورفتگی‌ها Sulcus گفته می‌شود. برای هر فرو رفتگی و شیار جهت تعیین مناطق خاص مغزی نام‌هایی وجود دارد.

ساختارهای عمقی مغز انسان

مقطع عرضی کرونال، نشان دهنده‌ی Basal ganglia

مسیرهایی که بخش سفید (White matter) خوانده می‌شوند قسمت‌های مختلف قشر مخ را به یکدیگر مرتبط می‌کنند.

پیام‌ها می‌توانند از این طریق از یک Gyrus به Gyrus دیگر و از لوبی به لوب دیگر و همچنین از بخشی از مغز به بخش دیگر آن منتقل شوند.

هیپوتالاموس

در بالای بطن سوم قرار گرفته و مرکز اصلی کنترل غیر ارادی بدن است. هیپوتالاموس (Hypothalamus) در کنترل رفتارهایی نظیر گرسنگی، تشنگی، خواب و پاسخ‌های جنسی نقش دارد.

غده ی هیپوفیز

در بخش کوچکی از پایین استخوان جمجه قرار گرفته است. غده ی هیپوفیز توسط ساقه‌ای به هیپوتالاموس متصل می‌شود.

این غده بعنوان غده‌ی اصلی یا مرکزی شناخته شده و کنترل ترشح سایر غدد در بدن را برعهده دارد. این غده ترشح هورمون‌هایی نظیر هورمون رشد، هورمون‌های جنسی و … را افزایش داده و در پاسخ به استرس و تنش‌های محیطی دخیل است.

 غده پینه آل (اپی فیز)

در پشت بطن سوم قرار دارد. این غده با ترشح ملاتونین در تنظیم ساعت داخلی بدن و ریتم‌های شبانه نقش دارد. این غده به رشد جنسی نیز کمک می‌کند.

تالاموس

بعنوان ایستگاهی برای دریافت اغلب اطلاعات از قشر مغزی و پردازش آن ها شناخته می‌شود. این بخش در احساس درد، هشیاری و حافظه نقش دارد.

عقده های قاعده ای (Basal ganglia)

شامل caudate، putamen، globus pallidus است. این بخش با همکاری مخچه انجام حرکات ظریفی مثل حرکت نوک انگشتان را میسر می‌کند.

دستگاه لیمبیک

ساختار دستگاه لیمبیک در شکل‌گیری حافظه دخیل است

این بخش مرکز احساسات، یادگیری و حافظه است. این دستگاه شامل Cingulate، هیپوتالاموس، Amygdala (واکنش های احساسی) و hippocampus (حافظه) است.

حافظه

حافظه یک فرآیند پیچیده‌ی سه مرحله ای است.

• کدگذاری
• ذخیره سازی
• بازخوانی

کدگذاری (Encoding) به معنای تصمیم‌گیری درباره‌ی این می‌باشد که چه موضوعی مهم است.

ذخیره سازی (Storing) در مغز کم و بیش به صورت دیجیتالی بوده ولی موارد بیولوژیک هم بر روی آن تاثیر دارد. این ذخیره سازی معمولا جای مشخصی نداشته و ظرفیتی در حد ۱ پتابایت دارد.

بازخوانی (Recalling) به معنای به یادآوری دوباره یک موضوع بایگانی شده در مغز می‌باشد.

مناطق مختلف مغز در انواع حافظه دخیل هستند. مغز باید جهت انتقال حافظه ی بلند مدت به کوتاه مدت فعالیت کند.

بخش قشر Prefrontal اطلاعات را در حافظه ی کوتاه مدت ذخیره می کند و هیپوکامپ مسئول کد گزاری حافظه ی بلند مدت است.

مطلب مرتبط: حافظه، ظرفی پر نشدنی

حافظه کوتاه مدت

حافظه کوتاه مدت (Short-term memory)، حافظه کاری (Working memory) نیز خوانده می‌شود و در قشر Prefrontal مغز رخ می‌دهد.

اطلاعات در این بخش در حدود یک دقیقه ذخیره شده و ظرفیت این بخش شامل هفت مورد است. برای مثال به شما این امکان را می‌دهد که شماره تلفنی که به تازگی به شما گفته شده را بخاطر آورده و شماره‌گیری کنید.

همچنین این بخش در خواندن متن نیز دخیل بوده و در به خاطر سپردن جمله‌ای که پیش از آن خوانده‎اید کمک می‌کند.

حافظه بلند مدت

حافظه بلند (Long-term memory)، در لوب گیجگاهی مغز در هیپوتالاموس پردازش می‌شود و زمانی فعالیت می‌کند که شما می‌خواهید چیزی را برای طولانی مدت به خاطر بسپارید. این نوع حافظه ظرفیت تقریبا نامحدودی دارد. این بخش شامل حافظه ی آشکار و مجازی است.

 حافظه مهارتی

حافظه ی مهارتی (procedural) در مخچه پردازش می شود و این اطلاعات در Basal ganglia قرار می‌گیرد.

خاطراتی نظیر چگونگی بازی با وسایل و دوچرخه سواری و … به صورت خودکار در این بخش ذخیره می شود.

بطن های مغزی و مایع مغزی نخاعی

 CSF  در داخل بطن های مغز انسان تولید می‌شود

مغز انسان دارای حفره‌هایی خالی به نام بطن (Ventricle) می‌باشد.

در داخل بطن ها مایعی بی رنگ به نام مایع مغزی نخاعی (CSF) وجود دارد. مایع مغزی نخاعی در داخل مغز و نخاع و در اطراف آن جریان داشته و از آسیب به این دو جلوگیری می‌کند. این مایع، دائما با خون تبادلات انجام می‌دهد.

دو بطن عمیق در بین نیمکره های مغز انسان وجود دارد که بطن های جانبی نامیده می‌شوند. هر دوی این بطن ها با بطن سوم ارتباط دارند.

بطن میانی از طریق بطن باریک دوم به بطن چهارم، و بطن چهارم از طریق کانال سیلویوس به بطن سوم مرتبط است. مایع مغزی نخاعی از طریق ساختارهای ویژه در سینوس (sagittal) به نام arachnoid villi  جذب می‌شود.

تعادل میان CSF جذب شده و مقدار تولید شده، همیشه برقرار است.

اختلال و یا انسداد در سیستم می‌تواند باعث تولید بیشتر CSF شده و منجر به بزرگ شدن بطن یا Hydrocephalus شود و یا باعث تجمع CSF در نخاع گردد که Syringomyelia نامیده می‌شود.

 جمجمه

مغز انسان داخل جمجمه محافظت می‌شود.جمجمه از ۸ استخوان تشکیل شده است

هدف و کارکرد جمجمه (Skull)، حفاطت از مغز انسان و جلوگیری از هرگونه آسیب مغزی است. جمجمه از ۸ استخوان که در کنار هم قرار گرفته‌اند تشکیل شده، این استخوان‌ها عبارتند از:

• Frontal
• temporal
• sphenoid
• occipital
• parietal
• ethmoid

بخش صورت از ۱۴ استخوان جفت شامل Maxilla ،zygoma ،nasal ،palatine ،lacrimal ،inferior nasal conchae ،mandible و vomer تشکیل شده است.

در داخل جمجمه سه ناحیه‌ی مجزا وجود دارد: دهانه‌ی قدامی – شکاف میانی – قسمت خلفی

گاهی پزشکان به این وسیله، ناحیه‌ی تومور را مشخص می‌کنند. مانند middle fossa meningioma.

همچون کابل‌های خارج شده از کامپیوتر ،تمام شریان‌ها، رگ‌ها و اعصاب، از پایین جمجمه از طریق سوراخ‌های فرامینا (Foramina) خارج می‌شوند.

 اعصاب مغزی

اعصاب مغزی که از مغز خارج می‌شوند از طریق حفره‌هایی به نام فورامینا از جمجمه خارج می‌شوند. جمجمه به سه قسمت دهانه‌ی قدام، شکاف میانی، قسمت خلفی تقسیم می‌شود

مغز توسط ۳۱ جفت عصب نخاعی با نخاع و ۱۲ جفت عصب مغزی با سراسر بدن ارتباط برقرار می‌کند.

مغز ۱۰ تا از ۱۲ جفت عصب مغزی از جمله شنوایی، حرکت چشم ، احساس در صورت، حواس چشایی، بلعیدن و حرکات ماهیچه‌های صورت و گردن و شانه و زبان را کنترل می کند.

اسامی و عملکرد ۱۲ جفت عصب مغزی
عملکرد عصب	نام عصب	شماره عصب
بوییدن	حس بویایی	۱
دیدن	حس بینایی	۲
حرکت کره چشم و مردمک	عصب چشم	۳
حرکت کره چشم	Trochlear	۴
حواس صورت	اعصاب سه گانه	۵
حرکت کره چشم	عصب عضله	۶
حرکت صورت و ترشح بزاق	عصب صورت	۷
شنیدن و تعادل	عصب شنوایی و تعادل	۸
چشایی و بلع	عصب چشایی	۹
ضربان قلب و گوارش	عصب دهم مغز (واگوس)	۱۰
حرکت سر و گردن	عصب جانبی فرعی	۱۱
حرکت زبان	عصب زبانی	۱۲

مننژ

مغز و نخاع توسط بافتی سه لایه به نام مننژ (Meninge) محافظت می‌شوند.

این لایه‌ها از خارج به داخل عبارتند از:

• سخت شامه (Dura mater)
• عنکبوتیه (arachnoid mater)
• نرم شامه (pia mater)

سخت شامه: یک لایه‌ی ضخیم و سفت است که در داخل جمجمه قرار دارد. این بخش دارای دو لایه است: periosteal و meningeal dura

عنکبوتیه: یک غشا نازک است که کل سطح مغز را پوشش می‌دهد. این بخش از بافت الاستیک (ارتجاعی) تشکیل شده.

فضای بین dura  و arachnoid  فضای subdural  خوانده می‌شود.

نرم شامه: بعد از برجستگی‌ها و فرورفتگی‌های مغزی این بخش سطح مغز را فرا می‌گیرد. نرم شامه دارای تعداد زیادی رگ خونی است که مواد مغذی و اکسیژن را به مغز می‌رساند.

خون رسانی به مغز

دهانه‌ی قدامی مغز توسط شریان‌های داخلی carotid تغذیه می‌شود و گردش خون به وسیله‌ی شریان vertebral صورت می‌گیرد و این دو شریان در چرخه‌ی willi به هم متصل می‌شوند

خون توسط دو جفت شریان به نام شریان‌های داخلی carotid و شریان‌های vertebral به مغز منتقل می‌شود. بیشتر خون‌رسانی توسط شریان‌های carotid صورت می‌گیرد.

شریان vertebral خون رسانی به مخچه، بصل النخاع و بخش زیرین مخ را انجام می‌دهد.

شریان راست و چپ vertebral بعد از گذشتن از جمجمه با اتصال به یکدیگر شریان basilar را تشکیل می‌دهند و شریان basilar و carotid در پایه‌ی مغز، با اتصال به یکدیگر چرخه‌ی willi  را ایجاد می‌کنند.

نمایی از چرخه‌ی willi: ارتباط شریان carotid و شریان basilar در پیشانی (Acom) و بخش خلفی (Pcom)

ارتباط میان دو شریان carotid و basilar-vertebral یک ویژگی مهم جهت ایمنی مغز است به این صورت که اگر جریان خون در یکی از شریان‌ها مسدود شود ممکن است جریان خون جانبی به چرخه‌ی willi  وارد شده و از آسیب مغزی جلوگیری کند.

گردش خون در مغز بسیار متفاوت از گردش خون در سایر نقاط بدن است.

معمولا شریان ها و رگهای خونی با هم در بخش هایی از بدن فعالیت می کنند؛ بنابراین این طور به نظر می آید که باید یک جفت رگ carotid و رگbasilar وجود داشته باشد در حالی که در مغز اینگونه نیست.

 سلول های مغزی

سلول های عصبی تشکیل شده از جسم سلولی، دندریت و آکسون و از طریق سیناپس با یکدیگر در ارتباط هستند

مغز انسان از دو نوع سلول به نام‌های نورون و نوروگلیا شکیل شده است.

سلول های عصبی (نورون)

نورون ها (Neurons) در شکل‌ها و اندازه‌های مختلفی وجود دارند اما همه‌ی آنها شامل یک جسم سلولی (Soma)، آکسون (Axon) و تعدادی دندریت (Dendrite) هستند.

سلول عصبی اطلاعات و پیام‌ها را از طریق سیگنال‌های الکتریکی و شیمیایی انتقال می‌دهد و هر نورون اطلاعات را به نورون مجاور خود منتقل می‌کند.

نورون ها انرژی خود را به یکدیگر انتقال می‌دهند و این فرآیند از طریق سیناپس صورت می‌گیرد. هر نورون دارای دندریت هایی است که همچون آنتن عمل کرده و پیام را از نورون دیگر دریافت می‌کند.

این پیام به جسم سلولی منتقل شده و در آنجا پیام پردازش می‌شود و سپس از جسم سلولی به پایانه‌ی آکسون رفته و از طریق وزیکول ها یا کیسه‌هایی که حاوی انتقال دهنده های عصبی (Neurotransmitter)، مسیر سیناپس را طی می کند و به نورون دیگر منتقل می‌شود.

بیشتر بخوانید: دنیای کوچک میکروسکوپی _ سلول

سلول نوروگلیا:

این سلول‌ها، وظیفه‌ی تغذیه ،حفاظت و نگهداری از نورون ه ارا بر عهده دارند. به ازای هر نورون حدود ۱۰ تا ۵۰ سلول نوروگلیا وجود دارد.

شایع‌ترین تومورهای مغزی از سلول های نوروگلیا منشا می‌گیرند.

سلول های نوروگلیا چهار دسته‌اند:

• آستروسیست (Astrocyte): این سلول‌ها خون گردشی در مغز را تنظیم کرده و ورود و خروج مواد مغذی به مغز را کنترل می‌کنند، همچنین همئوستازی و ترمیم نورون ها و عملکردهای الکتریکی بین نورون ها را کنترل می‌کند.

• الیگودندروسیت (Oligodendroglia): ماده‌ی از جنس غشا به نام میلین را تولید می‌کند که اطراف زوائد نورون ها (آکسون و دندریت) را احاطه کرده و موجب تسریع حرکت سیگنال الکتریکی در طول آن می‌شود.

• اپندیمال (Ependymal): این سلول‌ها در پوشش دیواره رگ Ventricle قرار داشته و از مایع مغزی نخاعی (CSF) مراقبت می‌کنند.

• میکروگلیا (Microglia): این سلول‌ها وظیفه حفاظت و تامین ایمنی مغز را برعهده داشته و همچنین در آرایش دادن به سیناپس‌ها نیز نقش دارند.

روشهاي تصويربرداري از مغز از نظر آناتوميكي مغز به سه ناحيه مخ، مخچه و ساقه مغز تقسيم ميشود. مغز پيشين يـا مـخ (Cerebrum ) كـه بـه نيمكـرههـاي چـپ و راسـت و لايـه قشـري كورتكس اطلاق ميگردد. كورتكس قسمتي از سيسـتم عصبي مركزي (CNS (ميباشـد. مـخ داراي مراكـزي براي حركت، هوشياري مداوم، آناليزهاي پيچيده، بيـان احساسـات و رفتـار ميباشـد. مخچـه (Cerebellum ( مسئول هماهنگي حركتهاي اختياري و حفـظ تعـادل ميباشد. ساقه مغز مسئول كنترل تنفس، تنظيم ضربان قلب، بيوريتم، هورمونهاي ريتمـي و ترشـح هورمـون ميباشد. كورتكس مغز به دليل اينكه سطحيترين لايه بوده بيشترين تأثير را بر EEG خواهد داشت [20 .[ هنگاميكــه ســلولهاي مغــزي (نورونهــا) فعــال ميشوند، جريان الكتريكي موضعي توليد ميكنند. ايـن جريانها عمدتاً تحريك سيناپسي دندريتهاي بسياري از نورونهاي هرمي در قشر مغزي ميباشـند. اخـتلاف پتانسيلهاي الكتريكي بهوسيله مجموع پتانسـيلهـاي درجه بندي شده پس سيناپسي سلولهاي هرمي ايجاد ميشود كه دوقطبي الكتريكي بين سوما (بدنه نورون) و دندريت اپيكال (شاخههاي عصبي) ايجاد ميكنند [20 .[ جريــان الكتريكــي مغــز عمــدتاً بهوســيله تغييــرات Cl در – Ca و يـون منفـي ++ K + ،Na + ،يونهاي مثبت غشاءهاي عصبي توليد ميشوند كه البته تنها بهوسـيله جمعيت زيادي از نورونهاي فعـال، جريـان الكتريكـي قابل ثبت در سـطح سـر توليـد ميشـود. بـين جريـان الكتريكي توليد شده توسط نورون و سطح پوست لايه- هاي پوست، استخوان و مايع مغزي نخاعي وجـود دارد كه باعث افت جريان الكتريكـي قابـل ثبـت در سـطح پوست سر ميشود؛ بنابراين بهمنظور ثبت دادههـا مـي- بايست جريان الكتريكي تقويت شوند. در مغز هـر فـرد 10 نورون وجود دارد. نورونها بهوسيله سيناپس- 11 بالغ ها با يكديگر شبكه عصبي را ايجاد مـيكننـد. بـا درك مشخصات كلي از خصوصيات مغز بـهطور خلاصـه بـه شيوههاي تصويربرداري از مغز ميپردازيم [21 .[ تكنيكهاي تصويربرداري از مغز قابل اجـرا در حـوزه ارگونومي به دو دسته كلي تقسيم ميشوند. آنهايي كه مســتقيم از پاســخ فعاليــت نــوروني بــه محــرك، 1 تصويربرداري مـيكننـد، ماننـد نـوار مغـزي (EEG (و پتانسيلهاي مرتبط با رويداد (ERPs (و آنهايي كه بـا 1 -Electroencephalography Downloaded from ioh.iums.ac.ir at 20:32 IRDT on Sunday June 6th 2021 دوماهنامه دوره 15 ،شماره 3 ،مردادو شهريور 1397 پروتكل ثبت سيگنالهاي مغزي در نمونههاي انساني… 143 ارائـه شـاخصهـاي غيرمسـتقيم سوختوسـاز فعاليـت نوروني تصـويربرداري مـيكننـد، ماننـد تصـويربرداري (fMRI ،(تومــوگرافي 2 تشــديد مغناطيســي كــاركردي (PET (و طيفسـنجي مـادون قرمـز 3 انتشار پـوزيترون كـاركردي (NIRS .(نـوار مغـزي نشـاندهنده 4 نزديك مجموع فعاليت الكتريكي پس سيناپسي از نورونهـا در پاسخ به محرك شناختي و حركتـي اسـت كـه از روي پوست سر ثبـت ميشـود و در نتيجـه قـدرت تفكيـك زماني عالي از تغييـرات الكترومغناطيسـي مغـز، در حـد ميليثانيـه را ارائـه ميدهـد. درحاليكـه تكنيـكهـاي fMRI و PET كـه اطلاعـاتي را در خصـوص جريـان خون قشري در پاسـخ بـه فعاليـتهـاي نـوروني ثبـت ميكنند قدرت تفكيك زماني حدود 10 ثانيـه و قـدرت تفكيك فضايي 1 سانتيمتري را فـراهم مـيآورنـد. بـر عكس آنها EEG اطلاعات بـا ارزشـي را در موقعيـت سيگنالهاي توليدي فراهم مينمايد. سـه معيـار مـورد بحث در انتخـاب شـيوه تصـويربرداري عبارتنـد از: (1 ( قدرت تفكيك زماني، (2 (قدرت تفكيك فضـايي و (3 ( قابليــت حمــل و نقــل (قابليــت جابجــايي). شــكل 1 2 -Functional magnetic resonance imaging 3-Positron emission tomography 4-Functional near infrared spectroscopy تكنيكهاي مختلف تصويربرداري را بر اساس سه معيار مطرح شده مقايسه مينمايد و خصوصيات اصلي آنهـا مانند قابليت حمل سيار، قدرت تفكيك زماني و فضايي را نشان ميدهد [22 .[ تكنيـك الكتروآنسـفالوگرافي (EEG (در مقايسـه بـا ديگر تكنيكهاي تصويربرداري مغزي ماننـد FMRI و PET از نظــر انــدازه و هزينــه، اســتفاده در شــرايط آزمايشگاهي يا ميداني مناسب مـيباشـد. سـيگنالهاي ثبت شده در تكنيك الكتروآنسفالوگرافي (EEG (با نويز ناشي از پلك زدن، حركت انـدام همـراه ميباشـد، لـذا بـهمنظور حـذف نـويز از سـيگنالهاي EEG ،چنـدين الگوريتم توسعه داده شـده اسـت. توسـعه سيسـتمهاي EEG” دوسـت دار مطالعـه ميـداني” ميباشـند داراي مزايــايي از قبيــل اســتفاده از الكترودهــاي خشــك، صرفهجويي در زمان آمادهسازي، حـذف كابـل دسـتگاه ميباشد [22 .[ الكتروآنسفالوگرافي در طـــــول بـــــيش از 100 ســـــال گذشـــــته الكتروانســفالوگرافي پيشــرفتهــاي زيــادي داشــته در سال 1875 سيگنال EEG را بـا 5 است. ريچارد كاتن 5 – Rrichard Caton شكل 1 -موقعيت روش هاي تصويربرداري مغز در سه بعد رزوليشن زماني و فضايي و قابليت حمل و نقل [22 [ Downloaded from ioh.iums.ac.ir at 20:32 IRDT on Sunday June 6th 2021 دوماهنامه دوره 15 ،شماره 3 ،مردادو شهريور 1397 محمد جواد جعفري و همكاران 144 كمـك الكترودهـاي داخلـي از سـطح كـورتكس مغـز حيوانات آزمايشگاهي (خرگوش و ميمـون) ثبـت نمـود. بزرگي اين تغييرات (نوسـانات) الكتريكـي كوچـك (در محـدود ميكروولـت) ميباشـد. در سـال 1929 هـانس (نورولوژيست آلماني)، سيگنال EEG را با كمـك 6 برگر الكترودهاي سطحي از سـطح جمجمـه ثبـت نمـود. در حال حاضر بسياري از مباني علمي الكتروآنسفالوگرافي، مرهـون تلاشهـاي ايـن محقـق آلمـاني ميباشـد. او تغييرات الكتريكي حالـتهـاي مختلـف ماننـد خـواب، بيهوشي، فقدان اكسيژن و برخي بيمـاريهـاي عصـبي نظير صرع را به جامعه عملي گزارش كرد. او موفق شد پتانسيلهاي الكتريكي نسبتاً كوچكي را ثبت نمايد و در طي چهارده سال بسـياري از علـوم پايـه و كاربردهـاي الكتروآنسفالوگرافي را پايـهريـزي كنـد. در سـال 1934 7 آدريـان و ماسـووس بـا انتشـار مقالـهاي ضـمن تاييـد 8 يافتههاي برگر، نوسانات مغزي منظمي را در 10 تـا 12 هرتز شناسايي و آن را بهعنوان ريتم آلفا معرفي كردنـد .[24 ،23] سيگنال EEG اندازهگيري شـده از سـطح قشـري را اصطلاحاً الكتروكورتيكوگرام گويند، درحاليكه وقتـي از پروبهاي عميق استفاده شـود، اصـطلاحاً الكتروگـرام ميگويند. در اين مقاله ما به اندازهگيري و ثبت فعاليـت الكتريكي مغز از سطح پوست سر ميپردازيم [25 .[ اندازهگيري فعاليت الكتريكي مغـز (EEG (از مزيـت تفكيك زماني بالا برخوردار است كه اجازه ميدهـد تـا توانايي انجام مطالعات شناختي و فعاليت مغز را ارزيـابي كـرد. ثبـت EEG بـهطور كامـل غيرتهـاجمي اسـت و ميتواند بارها و بارها از بيماران، بزرگسـالان نرمـال و كودكـان، بـدون ريسـك يـا محـدوديت در مطالعـات بخصوص در حوزه ارگونـومي شـناختي (درك، حافظـه، توجه، زبان، عواطف و بـار كارشـناختي) بـهعنوان يـك ابزار ارزشمند مورد استفاده قرار گيرد [25 .[ بـراي بدسـت آوردن الگـوي امـواج افـراد، از آنهـا 6 -Hans Berger 7- Adrian 8- Matthews خواسته ميشود تا چشـمان خـود را ببندنـد و در حالـت ريلكـس قـرار بگيرنـد. الگـوي امـواج مغـزي معمـولاً بهصورت سينوسي هستند. معمولاً امواج از يك پيك تا پيك بعدي اندازهگيري ميشوند و بـهطور نرمـال بـين 5/0 تا 100 ميكروولت ميباشـند، از نظـر بزرگـي 100 برابر كوچـكتر از امـواج قلبـي هسـتند. سـيگنالهاي EEG شامل باندهاي متفاوت فركانسي هستند كه هـر يك مرتبط با حالات فيزيكي و شناختي ميباشند. آناليز طيف سيگنالهاي EEG ميتواند جهت ارزيـابي تـوان در باندهاي فركانسي انجـام ميشـود. فركـانس امـواج مختلف در شكل 2 آمده است. دلتا (5-4/0 هرتـز)، تتـا (8-4 هرتز)، الفا (8-13 هرتز) و بتـا (13-30 هرتـز) و .[26 ،24] (هرتز 50-40) گاما معروفترين و بيشترين مطالعات انجام شده بـر روي امواج مغزي انسان مربوط به مـوج آلفـا ميباشـد. آلفـا ميتواند معمولاً در ناحيـه آهيانـه (Posterior (و پـس سري (Occipital (با بزرگـي 50 ميكروولـت مشـاهده معتقد است مـوج آلفـا در نـواحي مركـزي 9 شود. تپلان (Central (و آهيانه (Posterior (نسبت به ساير نواحي بيشتر اسـت. آلفـا در هنگـام بسـتن چشـمها و حالـت استراحت تحريك ميشود و بهوسيله بازكردن چشـمها يا تحريكات ناشي از فكـر كـردن و محاسـبات ذهنـي، كـاهش مييابـد. هنگاميكـه افـراد چشـمهايشـان را ميبندد تغييـرات قابلملاحظـهاي در الگوهـاي امـواج مغزي رخ ميدهد و امواج از بتا به آلفا تغيير مـيكننـد. ناحيه اصلي توليد آلفا هنوز مشخص نيست. امـواج آلفـا معمولاً به پتانسيل دندريتهاي سوما نسـبت داده مـي شوند [28 .[ الكتروآنسفالوگرافي به حـالات مـداوم مغـز ناشـي از حالات استرس، هوشياري، استراحت و خـواب حسـاس ميباشد. در حالت نرمال بيداري با چشم بـاز امـواج بتـا غالب ميباشند و در حالت استراحت يـا خـواب آلـودگي امواج آلفا افزايش مـييابـد و اگـر خـواب ظـاهر شـود باندهاي با فركانس كم افزايش مييابد. الگـوي امـواج 9-Teplan Downloaded from ioh.iums.ac.ir at 20:32 IRDT on Sunday June 6th 2021 دوماهنامه دوره 15 ،شماره 3 ،مردادو شهريور 1397 پروتكل ثبت سيگنالهاي مغزي در نمونههاي انساني… 145 مغزي منحصربهفرد هستند. در برخي موارد ممكن است بتـوان بـر طبـق فعاليتهـاي مغـزي خـاص، آنهـا را تشخيص داد [25 .[ بر اساس تحقيقات بيك فـورد و كاربردهـاي بـاليني EEG در انسان و حيوان شامل موارد ذيل است: – پايش هوشياري، كما و مرگ مغزي – آسيبهاي موضعي نواحي مغزي به دنبال آسيب به سر، تومور و … – آزمايش مسيرهاي آوران (potential Evoked( – ايجاد شرايط بيوفيدبك – كنترل بيهوشي عميق – بررسي صرع و حملات موضعي مغزي – آزمايش تأثيرات داروهاي صرعي – پايش توسعه مغز انسان و حيوانات – آزمايش داروهاي داراي تأثيرات تشنجي – بررسي اختلالات خواب و فيزيولوژي [25 .[ تقـارن فعاليـت آلفـا در نيمكـرههـاي مغـزي پـايش ميشود و مواردي همچون ضايعات محدودكننده ماننـد تومــور، خــونريزي و ضــربه معمــولاً بــراي كــورتكس فركانسهـاي كمتـري را توليـد مـيكنـد. اغتشاشـات ســيگنالهاي EEG را ميتــوان بــا كــاهش بزرگــي (amplitude ،(كـاهش فركـانسهـاي غالـب و توليـد الگوهاي ويژه اصلاح نمـود. الگوهـاي EEG بهوسـيله رنج وسيعي از متغيرهـا ماننـد بيومكانيـك، متابوليـك، گردش خون، هورمونهـا، نوروالكتريـك و فاكتورهـاي رفتاري تغييرات نشان ميدهد [25 .[ ثبت سيگنال EEG براي ثبت سيگنال مغزي متناسب با هدف و موضوع تحقيق، معمـولاً از اسـتاندارد جهـاني 10-20 اسـتفاده ميشـود. ايـن اسـتاندارد نحـوه الكترودگـذاري را روي نواحي مختلف جمجمه نشان ميدهد. نحوه الكترود گذاري در استاندارد 10-20 براي داشتن امكان مقايسه نتايج ثبت سيگنال مغزي و امكان تعميم نتايج، در سال 1949 ميلادي يك شيوه الكترودگذاري بهعنوان استاندارد بين المللي شناخته شد. اين چيدمان جهاني الكترودهـا كـه بـهعنوان اسـتاندارد 20-10 شناخته شد، امكان پوشاندن تقريباً تمام نواحي سر را توسط الكترودها فراهم ميكنـد. انتخـاب محـل الكترودها بر اساس نقاط ويژه استخوان جمجمه انجـام پذيرفتـه اسـت. الكترودهـا در نـواحي تلاقـي سـطوح استخوان جمجمه قرار ميگيرند كه سـاير الكترودهـاي مياني بر اسـاس 10 و 20 درصـد كـل فاصـله (مطـابق شكل شماره 3 (چيده خواهنـد شـد در ادامـه جزييـات نصب اين الكترودها تشريح ميشود [29 .[ شكل2 -امواج مختلف يك سيگنال مغزي (EEG] (27 [ Downloaded from ioh.iums.ac.ir at 20:32 IRDT on Sunday June 6th 2021 دوماهنامه دوره 15 ،شماره 3 ،مردادو شهريور 1397 محمد جواد جعفري و همكاران 146 قوانين نامگذاري الكترودها نام هر الكترود داراي يك حرف ميباشد كـه بيـانگر Fp ،F12 ،11 قـرار گـرفتن آن ميباشـد كـه شـامل 10 لـوب 13 ،O 14 ،P 15 T ميباشـد. نـام هـر الكتـرود بـا شـمارهاي C16، مشخص ميشود كه اعداد زوج لوب راست و اعداد فرد لوب سمت چپ را مشخص ميكنند. انديس z نمايانگر خط صفر يا محل اتصال دو لوب سمت چـپ و راسـت ميباشد هر چه فاصله از خط صفر (خط عبور كننـده از بيني تا پس سر) بيشتر باشد عـدد بزرگتـر اختصـاص داده ميشود. محل نصب الكترودها نيـز داراي قـوانين ويژهاي است. 3 نقطه ويژه (شكل شماره 4 (از جمجمه 10 – Lobe 11 – Frontal 12 – Frontopolar/Prefrontal 13 – Occipital 14 – Parietal 15 – Central 16 – Temporal براي نصب كليه الكترودهاي ايـن سيسـتم (19 كانالـه) كافي است. اين سه نقطه عبارتند از [29 :[ كه بين دو ابرو ميباشد. 17 1 -پل بيني ، كه برجستگي اسـتخواني بخـش ميـاني 18 2 -اينيون منطقه پس سري است. 19 3 -نقطهاي در استخوان ماستوئيد پشت گوش . پس از تعيين ايـن سـه نقطـه ويـژه مراحـل 5 گانـه نصب19 الكترود سيستم به شرح زير انجام ميشود: ابتـدا فاصـله بـين پـل بينـي (Nasion (و اينيـون (Inion (روي خـط ميـاني مغـز انـدازهگيري شـود؛ در 10 ٪بـالاي پـل بينـي، الكتـرود Fpz قـرار 20 فاصـله 17 – Nasion 18 – Inion 19 – Preauricular Point 20 – جهت محاسبه فاصلههاي تعريف شده در اين قسمت، ابتـدا فاصـله بـين پـل بينـي و اينيـون را اندازه گيري و بعد در درصد مورد نظر ضرب نماييد. فرض كنيد اگر فاصله بـين پـل بينـي و اينيـون برابر 35 سانتي متر باشد 10 %اين فاصله برابر 5/3 سانتي متر خواهد بود، 20 %معادل 7 سانتي متـر خواهد بود كه تعيين كننده فواصل نقاط مختلف مغز جهت الكترود گذاري مي باشد. شكل 3 -نحوه چيدمان الكترودها در سيستم بين المللي 10 -20] 27 [ شكل 4 -نقاط سه گانه مهم در سيستم بين المللي 10-20 Downloaded from ioh.iums.ac.ir at 20:32 IRDT on Sunday June 6th 2021 دوماهنامه دوره 15 ،شماره 3 ،مردادو شهريور 1397 پروتكل ثبت سيگنالهاي مغزي در نمونههاي انساني… 147 ميگيرد. الكترودهاي بعدي كه در خـط صـفر (ميـاني) قرار ميگيرند عبارتنـد از Fz ،Cz ، Pz،و Oz در فاصـله 20 ٪فاصـله انـدازهگيري شـده (فاصـله بـين پـل بيني(Nasion (و اينيون(Inion ((بعد از Fpz به ترتيب قرار ميگيرند. سپس براي تعيين نقاط الكترودهاي T3 و C3) روي لوب چپ) فاصله بين دو به فواصل 40 ٪و 20 ٪از خط ميـاني مشـخص مـيشـوند و همينطـور الكترودهاي T4 و C4 نيز بـه شـكل قبـل روي لـوب راست در محل قرينه قرار ميگيرند. خط فرضي محيط سر از نقاط O و Fp و T3 و T4 عبـور مـيكنـد ايـن محيط توسط متـر نـواري انـدازهگيري شـود، كـه ايـن فاصله، معياري براي فواصل الكترودها در خط محيطـي ميباشند. الكترود Fp1 ، در سمت چـپ الكتـرود Fpz روي خط محيط، به فاصله 5 ٪محيط نصب ميشود. با ، T3 ، T5 ، O1 ،O2 الكترودهـاي Fp1 شدن معلوم Fp2 , F7و F8 بـه فواصـل برابـر 10 ٪محـيط دور جمجمه و روي خط محيط مشخص ميشوند. نقطه مياني الكترودهايFp1 و C3 و همينطور Fp2 و C4 روي لوبهاي چـپ و راسـت مختصـات طـولي الكترودهايF3 و F4 را معلوم ميكنند. همينطور نقطه مياني الكترودهاي C3 و O1 روي لوب چـپ و O2 و C4 روي لوب راست مختصات طولي الكترودهـاي P3 و P4 را مشخص ميكنند. نقطه مياني الكترودهاي Fz و F7 روي لوب چـپ و نيـز Fz و F8 روي لـوب راسـت مختصـات عرضـي الكترودهاي F4 و F3 را معلوم ميكند. همچنين نقطه مياني الكترودهاي Pz و T5 و نيز Pz و T6 مختصات عرضـي دو الكتـرود P3 و P4 را مشـخص ميكنـد. بهاينترتيب محل دقيق الكترودهـاي P3 و P4 ،F4 و F3 مشخص ميشود. البته براي بررسيهاي دقيقتر در برخي موارد تحقيقاتي و يا كلينيكي بهمنظور بالا بـردن دقت فضايي از سيستمهاي تعميميافته10-20 استفاده ميشود [29 .[ نحوه ثبت سيگنال از الكترودهاي نصبشده براي ثبت سيگنال از روي الكترودهاي نصبشده، دو روش وجود دارد كـه شـامل دو شـيوه مونتـاژ الكتـرود ميباشد. ثبت دوقطبي ازآنجاكه ثبت سيگنال مغزي بهصـورت انـدازهگيري اختلاف پتانسيل دو نقطه از سطح جمجمه ميباشد، در ثبت دو قطبي الكترودها يكي بهصورت فعال و ديگري بهصورت مرجع در نظر گرفته شده و به پايههاي تقويت كننده تفاضلي وصل ميشوند و اختلاف پتانسيل بين دو كانال اندازهگيري ميشود [25 .[ ثبت با الكترود مرجع مشترك (تكقطبي) در اين شيوه ثبت سيگنال مغزي، الكترودهاي فعـال همراه يك ولتاژ مرجع ناشي از الكترود مرجع يكسان و غيرفعال مثل الكترود متصل به پيشاني و يـا اسـتخوان ماستوئيد، به پايههاي تقويـت كننـده تفاضـلي متصـل ميشوند. به عبارتي تمامي كانالهـا نسـبت بـه مرجـع يكساني اندازهگيري ميشوند. در برخي موارد، الكتـرود مرجع خاصي وجود ندارد، بلكه ولتاژ نحوه ثبت با ولتـاژ مرجع از متوسط گيري ولتاژ تمامي كانالها حاصل مي- شود [25.[ ثبت دوقطبي، فعاليت نرونها را در ناحيه محصور بين دو الكترود بـا قـدرت بيشـتري انـدازهگيري مـيكنـد، درحاليكه در ثبت با الكترود مرجع ثابت، فعاليـت مغـز درست در محل نصب الكترود با شدت بيشـتري انـدازه گيري ميشود. لذا زماني كه بررسي فعاليـت منطقـهاي مدنظر باشد از ثبت دوقطبي اسـتفاده مـيشـود چراكـه مزيت آن در صرفنظر كردن از فعاليـت و اغتشاشـات نواحي ديگر مغزي است [25 .[ آرتيفكت يا نويز اگرچه EEG طراحي شده است تا فعاليتهـاي قشـر مغز را اندازهگيري كنيم. گاهي فعاليت الكتريكـي ثبـت شده در برخي نقاط مغز بيشتر از نقـاط ديگـر اسـت. در مواردي كـه فعاليتهـاي الكتريكـي ثبـت شـده منشـأ قشري ندارند، را اصطلاحاً به آن ارتيفكت (نويز) گويند. Downloaded from ioh.iums.ac.ir at 20:32 IRDT on Sunday June 6th 2021 دوماهنامه دوره 15 ،شماره 3 ،مردادو شهريور 1397 محمد جواد جعفري و همكاران 148 اين آرتيفكتها يا ناشي از نمونه (شركتكننده) هسـتند يا تكنيك ثبـت EEG ،كـه آرتيفكـتهـاي مـرتبط بـا شــركتكننده، ســيگنالهاي ناخواســته فيزيولوژيــك ميباشند. بنابراين رايجترين آرتيفكتها عبارتند از: 1 -حركت اندامهاي بدن 2 -الكتروميوگرافي (امواج ناشي از انقباض عضلات) 3 -الكتروكارديوگرافي (امواج ناشي فعاليت قلب) 4 -حركات چشمها 5 -تعريق فني: 1 -برق شهري 50/60 هرتز 2 -نوسانات امپدانس 3 -حركت كابلها 4 -قطع تماس سيمها 5 -چسبيدگي زياد الكترودها به هم 6 -باتري ضعيف سيستم پروتكل اندازهگيري الكتروآنسفالوگرافي الكتروآنسفالوگرافي بهطورمعمول انـدازهگيري دقيقـي از عملكرد نوروفيزيولوژيك در طول فعاليتها و شـرايط مختلف را فراهم مـيآورد. بـراي جمـعآوري دادههـاي EEG ميبايست الكترودهـا بـر روي سـطح سـر قـرار بگيرد و بهمنظور هدايت الكتريكـي بهتـر، فعاليتهـاي الكتريكي سطح پوست از ژل هادي در حد فاصـل بـين آنها استفاده ميشود. مراحل اجراي يك ثبت امواج مغزي 1 -نـويز محيطـي مـيتوانـد در انـدازهگيـري EEG مشكل ايجاد نمايد. وقتـي آزمايشـگاه تجهيـز شـد، در ضمن جمعآوري دادهها، نويز محيطي بهوسيله گـوس- متــر بايــد بهصــورت دورهاي انــدازهگيري شــود. نــويز محيطي ميتواند بهوسيله برق شهري، كامپيوتر و سـاير تجهيزات الكتريكي ايجاد شود. بـرق شـهري در ايـران 50 هرتز ميباشد. يكي از روشهاي كاهش سطح نويز محيطي استفاده از شيلد الكتريكي ميباشد. اگـر چمبـر به سادگي در دسترس شما قرار نميگيرد، با حذف كابل و سيستمهاي بدون سيم ميتوان اين نويزها را كنتـرل كرد. ميبايســت حــداقل 30 دقيقــه قبــل از جمــعآوري اطلاعــات، تجهيــزات مــورد نيــاز را آمــاده كــرد و شركتكننده را در حالت پايدار حفظ نمود. 2 -دماي اتـاق يـا محـل آزمـايش در ناحيـه رفـاه و آسايش حفظ شود؛ زيـرا تعريـق كـردن شـركتكننـده ميتواند در جمعآوري دادهها ايجاد مشكل نمايند. 3 -آموزشهاي لازم در خصوص شـيوه آزمـايش بـه فرد داده شود و شركتكننده در مطالعه بايد نسـبت بـه مراحل انجام آزمايش و وظايف خودآگاه باشد. 4 -انتخاب صحيح كلاه از نكـات ويـژه ميباشـد. بـا اندازهگيري محـيط دور سـر ميتـوان كـلاه مناسـب را انتخاب كرد. اندازه كلاه در محدوده 52-60 وجـود دارد كه در هر اندازه بهصورت 2 سانتيمتر افزايش مييابـد. بيشـتر آزمايشـگاههـا انـدازههـاي 54-58-56 و 60 را دارنــد. (البتــه وابســته بــه محــدوده ســني و جنســيت شركتكنندگان كلاه مـورد نيـاز متفـاوت خواهـد شـد) ثابت شدن كلاه خيلي اهميت دارد، بهواسطه آنكه اگـر اندازه كلاه بزرگ باشد، منجر به كـاهش كيفيـت داده- هاي EEG ميشود و گاهي آمادهسازي الكترودها را بـا مشـكل مواجـه خواهـد كـرد و كـاهش امپـدانس هـم بهسختي حاصل خواهد شد. براي بررسي اندازه كلاه از شركتكننده بخواهيد سرش را بالا يا پايين بيندازد و يا به سمت راست و چپ حركـت دهـد. اگـر كـلاه تغييـر مكان دهد اندازه كلاه بزرگ انتخاب شده و بايد انـدازه كوچكتر انتخاب شود. در برخي كلاههاي EEG ،الكترودها قـبلاً بـه كـلاه سوار شدهاند. يكي از مزيتهاي كلاههـاي بـا الكتـرود ثابـت، سـهولت در آمادهسـازي آن اسـت و بـراي هـر شركتكننده نياز به نصـب الكتـرود (انـواع الكتـرود در شكل 5 (نخواهد بود. اما بعد از نمونـهگيري تميزكـردن كلاه سختتر خواهد بود و يا اگر يك الكتـرود معيـوب شود، بهراحتي نميتوان آن را تعويض كرد. 5 -اگـر از كـلاه بـا الكتـرودهـاي مسـتقل اسـتفاده ميشود، نكته بسيار مهم اين است كه شماره الكترودها Downloaded from ioh.iums.ac.ir at 20:32 IRDT on Sunday June 6th 2021 دوماهنامه دوره 15 ،شماره 3 ،مردادو شهريور 1397 پروتكل ثبت سيگنالهاي مغزي در نمونههاي انساني… 149 و كانالهاي انتخابي براي همه نمونهها يكسان انتخاب شود. يعني اگر الكترود شماره 1 را در ناحيه F1 در نظـر ميگيريد، براي تمام نمونههاي بايسـتي ايـن چيـدمان رعايت شود. 6 -اگـر از كـلاه بـا الكتـرودهـاي مسـتقل اسـتفاده ميشود، از اتصال مناسب الكترود اطمينان حاصل شود. سيم متصل به الكترود بازديد شود تا خم نشود، زيـرا در اين حالت احتمال آسيب به سيم وجود دارد. 7 -الكترودها را بهدرستي به آمپليفاير متصل كنيد و اين امر نيز به تنظيمات دستگاه وابسته است. 8 -قبل از آنكه كلاه بر سر افراد قرار گيرد، ابتدا بايـد فاصله بين گودي بالاي بيني يا بين دو ابرو (Nasion ( تا قوس پشت سر جمجمه (Inion (اندازهگيري شـود و فاصله بين (وسط) اين دو نقطـه تعيـين گـردد. سـپس فاصله بين ابتداي اسـتخوان فـك (تقريبـاً وسـط لالـه گوش) در دو سر را اندازهگيري كنيد. محل تلاقي بـين دو خط فرضي فوق، نقطه Cz ميباشد. 9 -نقطــه FPZ بايــد 10 ٪فاصــله بــين دو ابــرو (Nasion (تا قوس پشت سر جمجمه (Inion (بالاتر از نقطه Nasion باشد. (يعني اگر فاصله بـين Nasion و Inion 30 سانتيمتر باشد، FPZ بايد 3 سانتيمتر بالاتر از Nasion قرار گيرد). پسازاينكه نقاط بالا تعيين شد كلاه را به نحوي بر سر نمونه قرار دهيد كه Cz در مكان تعيـين شـده قـرار بگيرد. براي اطمينان از نقطه انتخاب شده، پسازاينكـه كلاه بر سر شركتكننده قرار گرفت. مجدد بررسي شود آيا الكترود Cz دقيقاً در مكان انتخاب شـده واقـع شـده است. 10 -وقتي كلاه بهدرستي بر روي سـر شـركتكننده قرار بگيرد دو الكترود مربوط به ناحيه پره فورنتال (FP2 ) بهطور مستقيم در بالاي ابـرو قـرار بگيرنـد. و FP1 بايد الكترود OZ نيز بايد بالاي نقطه Inion قرار بگيرد اگـر اين الكترودهاي در سر جاي خود قـرار نگيرنـد مجـدداً ناحيه Cz را چك شود و يا اينكه اندازه كلاه بايد تغييـر كند. 11 -اگر از كلاهي استفاده ميشود كه گوش بيـرون از كــلاه اســت اطمينــان حاصــل شــود كــه گــوش شركتكننده بهطور كامل از كلاه بيرون ميباشـد. اگـر براي فيكس كـردن كـلاه از كـش يـا پارچـه اسـتفاده ميشود بهگونهاي كار آن را محكم كنيد كه فشـار روي حنجره براي شركتكننده تنش ايجاد نكند. 12 -ساير نقاط جمجمه با سيستم بين المللي 10-20 تعيين ميگردند. سيستم 10- 20 در شـكل 3 نمـايش داده شده است. 13 -الكترودهاي اضافه براي ثبـت حركـات افقـي و عمودي چشم و همچنين الكترود رفرنس مورد اسـتفاده قرار ميگيرد. وقتي از الكترودهاي اضافي استفاده شـود بايد از آداپتور استفاده نماييد. محل نصب اين الكترودها شكل 5 -اشكال مختلف الكترود [31 [ Downloaded from ioh.iums.ac.ir at 20:32 IRDT on Sunday June 6th 2021 دوماهنامه دوره 15 ،شماره 3 ،مردادو شهريور 1397 محمد جواد جعفري و همكاران 150 به شرح زير است: a (بالاي چشم راست و چپ b (كنار چشم راست و چپ الكترود زمين بهعنوان رفرنس رايج براي همه ولتاژها در سيستم بكار گرفته ميشود، الكترود زمين مـيتوانـد در هرجايي در پيشاني يا گوش قرار بگيرد [30 .[ غالب ثبتهـاي EEG بـر اسـاس دو قطبـي انجـام ميشود آنها تفاوت پتانسـيل بـين الكترودهـاي اكتيـو موردنظر و الكترود رفرنس كـه نسـبتاً غيرفعـال اسـت، اندازهگيري ميشود. اجماع نظري در خصوص بهتـرين مكان بـراي محـل الكتـرود رفـرنس وجـود نـدارد امـا موقعيت معمول استخوان ماستوئيد ميباشد. يـك روش ديگر نيز براي تعيين رفـرنس، ميـانگينگيـري از كليـه الكترودها و كانالهاي خروجي و اين مقدار ميانگين را براي رفرنس همه كانالها در نظر گرفته ميشود. 14 -حداقل امپدانس اتصال الكتريكي بين الكترودها و اسـتخوان جمجمـه از طريـق ژل هـادي الكتريكـي امكانپذير ميباشد. ايـن ژل بهصـورت فعـال، هـدايت الكتريكـي بـين جمجمـه و الكتـرود را ايجـاد ميكنـد. بهمنظور كاهش امپدانس بهوسيله يك ميله پلاسـتيكي يا چوبي (چيزي شبيه به ميله گوش پاك كن) در محل قرار گيري الكترود موها را كنـار بزنيـد تـا پوسـت سـر بهخوبي قابلرؤيت باشد و سپس آنجا را تميز نمايند. بهوسيله يكي از روشهاي زيـر امپـدانس را كـاهش دهيد. الف) تزريق ژل هادي الكتريكي با استفاده از سـرنگ (شكل 6 ( ب) كمي پنبه را بـه انتهـاي يـك ميلـه قـرار دهيـد (گوش پاك كن) سپس بـه آن ژل هـادي بزنيـد و بـه آرامي پوست جمجمه را با آن تميز نمايند. امپدانس براي همه الكترودها در حين آناليز دادهها بـا هــر دوي امپــدانس بــراي رفــرنس و زمينــه مقايســه ميشود. بنابراين اگر امپدانس بيش از 5 كيلو اهم وجود دارد. امپدانس خوب وجود نخواهد داشت. قبل از شروع به ثبت داده بايد مطمئن شد كه در الكتـرود رفـرنس و زمينه امپدانس بين 1-5 اهم ميباشد. بعد از اطمينان از امپـدانس 1تـا5 كيلـو اهـم، از يـك سـرنگ ژل بـراي پركردن فاصله پوست و الكترود استفاده شود. نكته قابل ملاحظه آنكه ژل داخل سـرنگ را هيچگـاه بـه داخـل مخزن ژل باز نگردد [30 .[ 1 -در اين هنگام نرمافزار EEG را بر روي كـامپيوتر خود فعال نماييد. فعاليت الكتريكي دريافت شده از همه كانالهـا را در حالـت اسـتراحت مشـاهده خواهـد شـد. اطمينـان حاصـل كنيـد كـه كانـال بـد وجـود نـدارد. الكترودهاي كـه سـيگنال خطـي را توليـد ميكننـد يـا مقـادير زيـادي فعاليـت را در حالـت اسـتراحت نشـان ميدهند تحت عنوان الكترود بد شناسايي مـيكنيم. در صورت شناسايي كانال بد، ميبايست نسبت به كـاهش امپدانس اقدام نماييد. به شركتكننده بگوييـد چشـمان خود را ببندد يا دندانهاي خود را روي هم فشار دهد در بين دادههاي EEG نويز ايجاد ميشود. 2 -بعد از جمعآوري دادهها بـا دقـت كـلاه را از روي سر شركتكننده برداشته شود، و فضاي را براي شستن و خشك نمودن موي سر شركتكنندگان فراهم نماييد. 3 -در پايان بايد تجهيزات مورد استفاده را تميز كنيد و بهوسيله پنبه ژلها و مكـان الكترودهـا را نيـز تميـز نماييد [30.[ نتيجهگيري الكتروآنسفالوگرافي، ازجمله ابزارهايي است كه بـراي تصويربرداري از امواج بيولوژيك (حياتي) بهطور وسيعي در حوزه باليني و تحقيقات كاربردي مورد استفاده قـرار ميگيــرد. ســيگنالهاي EEG شــامل امــواج مغــزي شكل 6 -نحوه تزريق ژل [32 [ Downloaded from ioh.iums.ac.ir at 20:32 IRDT on Sunday June 6th 2021 دوماهنامه دوره 15 ،شماره 3 ،مردادو شهريور 1397 پروتكل ثبت سيگنالهاي مغزي در نمونههاي انساني… 151 متفاوتي هستند كه بازتابدهنده فعاليت الكتريكي مغـز بـر طبـق جانمـايي الكترودهـا و نـواحي مختلـف مغـز ميباشد. در حال حاضر بـا توجـه بهسـرعت روزافـزون علـــوم مختلـــف، ارتقـــاء و توســـعه تجهيـــزات الكتروآنسفالوگرافي نيز بهسرعت در حال پيشروي بوده و متخصصــين ايــن حــوزه نيــز نيازمنــد بهروزرســاني اطلاعات خود ميباشند. در اين مقاله به اصول پايـهاي تصـويربرداري از مغـز توسـط EEG اشارهشـده كـه علاقهمندان به اين حوزه ميتوانند از آن بهرهمند شوند. از طرفي افزايش تمايل به انجام مطالعـات بينرشـتهاي استفاده و يادگيري مفاهيم تصويربرداري مغز ارگونومي، نوروارگونومي و بهداشت حرفهاي نيز بهعنوان ضـرورت مطــرح ميباشــد. كــه كســب ايــن مهــارت توســط متخصصين اين حوزهها آنها را قادر به طيف وسيعي از مطالعات تخصصي خواهد نمود.