5. ΖΛΔΚΣΡΟΔΓΚΔΦΑΛΟΓΡΑΦΗΚΔ ΓΗΑΣΑΞΔΗ

5. ΖΛΔΚΣΡΟΔΓΚΔΦΑΛΟΓΡΑΦΗΚΔ ΓΗΑΣΑΞΔΗ ύνοτη ην παξόλ θεθάιαην αλαιύεηαη ε ιεηηνπξγία ηνπ ΖΔΓ. Παξνπζηάδνληαη δηεζλώο απνδεθηά πξόηππα γηα ηελ επηινγή ησλ ζέζεσλ ησλ ειεθηξνδίσλ ζηε δεξκαηηθή επηθάλεηα ηνπ θεθαιηνύ. Πεξηγξάθνληαη νη ξπζκνί ηνπ ειεθηξνεγθεθαινγξαθήκαηνο. Γίλνληαη νη βαζηθέο δηαηάμεηο ελίζρπζεο θαη θηιηξαξίζκαηνο ηνπ ζήκαηνο ζηνλ ΖΔΓ. Πεξηγξάθεηαη ην Πξνθιεηό Γπλακηθό (ΠΓ) (evoked potential EP) ηνπ εγθεθάινπ θαη νη εηδηθέο απαηηήζεηο πνπ επηβάιιεη ζηνλ ΖΔΓ ε θαηαγξαθή ηνπ. Παξνπζηάδνληαη πξσηνπνξηαθέο, κε επεκβαηηθέο ηερληθέο θαηαγξαθήο ειεθηξηθώλ βηνζεκάησλ, κε έκθαζε ζε ειεθηξνεγθεθαινγξαθηθά ζήκαηα, γηα ηελ παξαγσγή εηθόλσλ ηεο ειεθηξηθήο ιεηηνπξγίαο ηζηώλ ηνπ ζώκαηνο. Αλαιύεηαη ην ζεσξεηηθό θπζηθνκαζεκαηηθό ππόβαζξν ησλ ηερληθώλ (επίιπζε αληηζηξόθνπ βηνειεθηξνκαγλεηηθνύ πξνβιήκαηνο) θαη παξνπζηάδνληαη εθαξκνγέο ζε ζύγρξνλα ζπζηήκαηα ηνκνγξαθηθήο απεηθόληζεο ηεο ιεηηνπξγίαο ηνπ εγθεθάινπ. Πποαπαιηούμενη γνώζη Γηα ηελ θαηαλόεζε όζσλ αλαπηύζζνληαη ζην θεθάιαην απηό, είλαη απαξαίηεηεο βαζηθέο γλώζεηο ζεσξίαο ειεθηξνκαγλεηηζκνύ θαζώο θαη ζηνηρεία από ηα Κεθάιαηα 2 «Ζιεθηξόδηα απαγσγήο βηνειεθηξηθώλ ζεκάησλ» θαη 3 «Βηνεληζρπηέο». 5.1 ΔΗΑΓΩΓΖ Ζ ειεθηξνεγθεθαινγξαθία έρεη αληηθείκελν ηελ θαηαγξαθή θαη ηε ζπλαθφινπζε κειέηε ηεο ειεθηξηθήο δξαζηεξηφηεηαο ηνπ αλζξψπηλνπ εγθεθάινπ [1]. Ο εγθέθαινο, επξηζθφκελνο εληφο ηνπ θξαλίνπ ηεο θεθαιήο (σήμα 5.1), απνηειείηαη απφ δηάθνξα ηκήκαηα, ηνλ ηειηθφ, δηάκεζν, κέζν, νπίζζην θαη έζραην εγθέθαιν. Καζέλα απφ απηά ηα ηκήκαηα απαξηίδεηαη απφ δηάθνξεο δνκέο, π.ρ. ζηνλ ηειηθφ εγθέθαιν, πνπ απνηειεί θαη ην κεγαιχηεξν κέξνο ηνπ αλζξψπηλνπ εγθεθάινπ, ππάξρνπλ ηα δχν εκηζθαίξηα θαη ζε θαζέλα απφ απηά ππάξρεη ν κεησπηαίνο, ν βξεγκαηηθφο, ν ηληαθφο θαη ν θξνηαθηθφο ινβφο (σήμα 5.2), ζηνλ δηάκεζν εγθέθαιν ππάξρεη ε δνκή πνπ νλνκάδεηαη ζάιακνο (ε νπνία ειέγρεη ηε ξνή πιεξνθνξηψλ απφ ηνλ εμσηεξηθφ θφζκν πξνο ηνλ ηειηθφ εγθέθαιν), ζηνλ νπίζζην εγθέθαιν ε παξεγθεθαιίδα θ.ά. 98

σήμα 5.1 Δηθόλα καγλεηηθήο ηνκνγξαθίαο θεθαιηνύ. (Ranveig. [https://commons.wikimedia.org/wiki/file:mri_head_side.jpg]. Σν παξόλ έξγν αδεηνδνηείηαη ππό ηνπο όξνπο ηεο άδεηαο Creative Commons Αλαθνξά Παξόκνηα Γηαλνκή, CC BY-SA 3.0). Σα ειεθηξηθά θαηλφκελα εκθαλίδνληαη απφ ηε ιεηηνπξγία ησλ ειεθηξηθά δηεγέξζηκσλ θπηηάξσλ πνπ είλαη νη λεπξψλεο ηνπ εγθεθάινπ, φπσο αλαιχζεθε ζην Κεθάιαην 1. Σν ηεξάζηην πιήζνο (ηεο ηάμεο ησλ δηζεθαηνκκπξίσλ) θαη νη αιιεινζπλδέζεηο κεηαμχ ησλ λεπξψλσλ κέζσ ησλ λεπξαμφλσλ ηνπο (πνπ νλνκάδνληαη θαη λεπξηθέο ίλεο, βι. σήμα 5.3) δεκηνπξγνχλ έλα δίθηπν, πνπ φκνηφ ηνπ δελ πθίζηαηαη ζε άιινπο δσληαλνχο νξγαληζκνχο. Ζ ηαπηφρξνλε ιεηηνπξγία ησλ λεπξψλσλ πηζηεχεηαη φηη απνηειεί ηε βάζε φισλ ησλ λνεηηθψλ ιεηηνπξγηψλ, ησλ ζπλαηζζεκάησλ, ηεο κλήκεο θ.ιπ. Δλψ ε «ηαρχηεηα» απφθξηζεο θάζε λεπξψλα, δει. ν ρξφλνο πνπ κεζνιαβεί κεηαμχ δχν δηαδνρηθψλ δπλακηθψλ δξάζεο ζε θπζηνινγηθέο ζπλζήθεο (ηεο ηάμεο ησλ ιίγσλ δεθάδσλ ms), δελ είλαη ηδηαίηεξα πςειή, αλ ζπγθξηζεί κε ηελ ηαρχηεηα εθηέιεζεο ζηνηρεησδψλ πξάμεσλ ζηνπο ζχγρξνλνπο Ζ/Τ, ε καδηθά παξάιιειε επεμεξγαζηηθή δνκή ηνπ εγθεθάινπ πηζηεχεηαη φηη δίλεη ηελ εθπιεθηηθή ηθαλφηεηα λνεκνζχλεο πνπ έρεη ν άλζξσπνο. Δίλαη, δε, ηέηνηα ε πνιππινθφηεηα ησλ κεραληζκψλ, πνπ ε έσο ηψξα κειέηε ηεο ιεηηνπξγίαο ηνπ εγθεθάινπ έρεη απαληήζεη ζε κάιινλ πνιχ κηθξφ αξηζκφ απφ ηα εξσηήκαηα πνπ ππάξρνπλ. Ζ ειεθηξνεγθεθαινγξαθία έθαλε ηα πξψηα βήκαηά ηεο πξνο ην ηέινο ηνπ 19 νπ αηψλα, αθνχ είρε δηαπηζησζεί ήδε απφ ηα κέζα ηνπ 19 νπ αηψλα φηη ηα πεξηθεξεηαθά λεπξηθά 99

θχηηαξα (λεχξα), φηαλ δξαζηεξηνπνηνχληαη, δεκηνπξγνχληαη αληρλεχζηκεο κεηαβνιέο ηνπ ειεθηξηθνχ δπλακηθνχ. Τπήξραλ ελδείμεηο φηη εμσηεξηθνί εξεζηζκνί νδεγνχλ ζε ειεθηξηθή δξαζηεξηφηεηα ζηνλ εγθέθαιν θνπλειηψλ θαη πηζήθσλ. Όκσο, ε αλζξψπηλε ειεθηξνεγθεθαινγξαθία ζεσξείηαη φηη μεθίλεζε κε ηηο κειέηεο ηνπ Hans Berger πνπ δεκνζηεχζεθαλ ην 1929. Ζ ζπζθεπή πνπ ρξεζηκνπνίεζε γηα λα θάλεη ηηο κεηξήζεηο ηνπ κπνξεί λα ζεσξεζεί ν πξψηνο ειεθηξνεγθεθαινγξάθνο θαη νη θαηαγξαθέο ηνπ ηα πξψηα ειεθηξνεγθεθαινγξαθήκαηα. εκεηψλεηαη φηη ζηα επφκελα ζα ρξεζηκνπνηνχκε ην ίδην αξθηηθφιεμν (ΖΔΓ) ηφζν γηα ηε ζπζθεπή (ειεθηξνεγθεθαινγξάθνο), φζν θαη γηα ηηο θαηαγξαθέο ηεο ζπζθεπήο (ειεθηξνεγθεθαινγξαθήκαηα). Σν πνηνο φξνο ζα αληηζηνηρεί ζηα αξρηθά ζα είλαη πξνθαλέο απφ ην θείκελν. σήμα 5.2 ρεκαηηθή αλαπαξάζηαζε ησλ ινβώλ ηνπ θινηνύ ηνπ εγθεθάινπ (θίηξηλν: κεησπηαίνο, θόθθηλν: βξεγκαηηθόο, κπιε: ηληαθόο, πξάζηλν: θξνηαθηθόο) θαη ηεο παξεγθεθαιίδαο (κσβ). (NEUROtiker. [https://commons.wikimedia.org/wiki/file:gehirn,_lateral_- _Lobi_%2B_Stammhirn_%2B_Cerebellum_eng.svg]. Σν παξόλ έξγν αδεηνδνηείηαη ππό ηνπο όξνπο ηεο άδεηαο Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0, CC BY-SA 3.0). ην ζεκείν απηφ πξέπεη λα ζεκεηψζνπκε φηη, ελψ ε δνκή θαη ε ιεηηνπξγία ησλ λεπξψλσλ πεξηγξάθηεθε ζην Κεθάιαην 1, ε κεκνλσκέλε ιεηηνπξγία ελφο λεπξψλα ή θαη κηαο κηθξήο νκάδαο λεπξψλσλ δχζθνια κπνξεί λα εμεγήζεη αθφκε θαη ηηο ζηνηρεησδέζηεξεο ιεηηνπξγίεο ηνπ εγθεθάινπ. Ζ καθξνζθνπηθή ρσξνρξνληθή άζξνηζε ηνπ ζπλφινπ ησλ αιιειεπηδξάζεσλ κεηαμχ ησλ πνιιψλ νκάδσλ λεπξψλσλ είλαη απηή πνπ νδεγεί ζηελ εγθεθαιηθή ιεηηνπξγία ηνπ πγηνχο αλζξψπνπ. Απηήλ ηε ρσξνρξνληθή άζξνηζε θαη ηελ εμέιημή ηεο, ε ειεθηξνεγθεθαινγξαθία κφλν κεξηθψο κπνξεί λα καο ηε δηαιεπθάλεη κηα πνπ, εθ ησλ πξαγκάησλ, νη δηαηάμεηο κέηξεζεο, μεθηλψληαο απφ ηα ειεθηξφδηα θαηαγξαθήο, κπνξνχλ κφλν ζε κεξηθά ζεκεία λα παξαηεξήζνπλ ηα θαηλφκελα θαη ζπλήζσο νχηε θαλ ζηελ πεγή ηνπο, αιιά ζηε δεξκαηηθή επηθάλεηα ηνπ θεθαιηνχ. 100

σήμα 5.3 Γίθηπν λεπξηθώλ ηλώλ εγθεθάινπ, όπσο απεηθνλίδεηαη κε ρξήζε ηερληθήο απεηθόληζεο ηαλπζηή δηάρπζεο (diffusion tensor imaging - DTI). (Thomas Schultz. [https://commons.wikimedia.org/wiki/file:dti-sagittal-fibers.jpg]. Σν παξόλ έξγν αδεηνδνηείηαη ππό ηνπο όξνπο ηεο άδεηαο Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0, CC BY-SA 3.0). 5.2 ΚΑΣΑΓΡΑΦΔ ΖΛΔΚΣΡΟΔΓΚΔΦΑΛΟΓΡΑΦΖΜΑΣΟ Ζ ζπληξηπηηθή πιεηνλφηεηα θαηαγξαθψλ ΖΔΓ γίλεηαη κε ηελ ηνπνζέηεζε ειεθηξνδίσλ ζηε δεξκαηηθή επηθάλεηα ηνπ θεθαιηνχ. Γηα λα θαηαλνήζνπκε ηε κνξθή πνπ έρεη ην ΖΔΓ, ην νπνίν θαηαγξάθεηαη φηαλ ηα απαγσγά ειεθηξφδηα είλαη ηνπνζεηεκέλα ζηε δεξκαηηθή επηθάλεηα ηνπ θεθαιηνχ, πξέπεη λα κειεηήζνπκε ηα ειεθηξηθά θαηλφκελα πνπ ζρεηίδνληαη κε ηε ιεηηνπξγία ηνπ θάζε λεπξψλα, φπσο απηά αλαθέξζεθαλ ζρεηηθά ιεπηνκεξψο ζην Kεθάιαην 1. Ζ θχξηα ειεθηξηθή δξαζηεξηφηεηα ελφο λεπξψλα είλαη ε εκθάληζε ηνπ δπλακηθνχ δξάζεο (σήμα 1.5). Όπσο είρακε αλαθέξεη, ε δηάδνζε ηνπ δπλακηθνχ δξάζεο, ε δεκηνπξγία, δειαδή, λεπξηθήο ψζεο ζηα λεπξηθά θχηηαξα, μεθηλά απφ ηελ αξρή ηνπ άμνλα θαη δηαδίδεηαη σο ηνπο ηεξκαηηζκνχο ηνπ άμνλα ζηηο πξνζπλαπηηθέο κεκβξάλεο ησλ ζπλάςεσλ. Θα ήηαλ αλακελφκελν ην ΖΔΓ πνπ θαηαγξάθνπκε ζηε δεξκαηηθή επηθάλεηα ηνπ θεθαιηνχ λα είλαη παξάγσγν ηεο ηνληηθήο ξνήο πνπ δεκηνπξγείηαη απφ ηελ είζνδν θαη έμνδν ηφλησλ απφ θαη πξνο ην εζσηεξηθφ ηνπ άμνλα (σήμα 1.6). Γηα λα έρνπκε θαηαγξαθή δπλακηθνχ ζηε δεξκαηηθή επηθάλεηα, ιφγσ θαη ηεο κεγάιεο εμαζζέληζεο πνπ πξνθαιεί ην αλζξψπηλν θξαλίν ζηηο ξεπκαηηθέο ξνέο, ζα ρξεηαδφηαλ λα έρνπκε ηαπηφρξνλε ελεξγνπνίεζε κεγάινπ αξηζκνχ λεπξψλσλ. Απηή φλησο ππάξρεη ζπλήζσο, κηα πνπ νη λεπξψλεο αλήθνπλ ζε ζρεκαηηζκνχο, νη νπνίνη ζε κεγάιν βαζκφ ελεξγνπνηνχληαη, δει. παξάγνπλ ηαπηνρξφλσο δπλακηθά δξάζεο. 101

Όκσο, ην ΖΔΓ πνπ θαηαγξάθνπκε απφ ην δέξκα ηεο θεθαιήο δελ αληαλαθιά απηά ηα δπλακηθά δξάζεο. Ο ιφγνο είλαη φηη, ηηο πεξηζζφηεξεο θνξέο, νη άμνλεο θάζε λεπξψλα δηαθιαδίδνληαη ζε πνιιά ηκήκαηα πνπ νδεχνπλ ζε πνιιέο θαηεπζχλζεηο. Σν απνηέιεζκα είλαη φηη, αλ βξηζθφκαζηε ζε θάπνηα απφζηαζε απφ ηνλ άμνλα, αθφκε θαη αλ πνιινί άμνλεο μεθηλνχλ απφ κηα θαιά ζπγθεληξσκέλε νκάδα λεπξψλσλ θαη δηεγείξνληαη ηαπηνρξφλσο, νη ηνληηθέο ξνέο θαηά κήθνο ησλ αμφλσλ, κε ηηο πνιιαπιέο «θνξέο» ηνπο αιιειναλαηξνχληαη θαη έηζη δελ πξνθχπηεη κεηξήζηκν ζπλνιηθφ ξεχκα. Ο κφλνο ηξφπνο γηα λα κεηξήζνπκε απηή ηελ ηνληηθή δξαζηεξηφηεηα είλαη λα πιεζηάζνπκε κε ελδντζηηθά κηθξνειεθηξφδηα ζηελ πεξηνρή ησλ αμφλσλ, φκσο δελ ιακβάλνπλ ρψξα ηέηνηνπ είδνπο κεηξήζεηο ζηελ θιηληθή πξαθηηθή. Οη ηνληηθέο ξνέο πνπ ζρεηίδνληαη κε ηελ ελεξγνπνίεζε ησλ λεπξψλσλ θαη κπνξνχλ θαη λα αζξνίδνληαη, ψζηε λα νδεγνχλ ζε καθξνζθνπηθψο κεηξήζηκεο δηαθνξέο δπλακηθνχ, είλαη απηέο πνπ ζρεηίδνληαη κε ηηο ηνληηθέο ξνέο πνπ πξνθχπηνπλ ζηνλ κεηαζπλαπηηθφ λεπξψλα κηαο ζχλαςεο. Όπσο είρακε αλαθέξεη θαη ζην Κεθάιαην 1, αλάινγα κε ην πξφζεκν ησλ ηφλησλ πνπ ζα εηζέιζνπλ ζηε κεηαζπλαπηηθή κεκβξάλε, ζα δεκηνπξγεζνχλ κεηαζπλαπηηθά δπλακηθά είηε δηέγεξζεο (ΜΓΓ) είηε αλαζηνιήο (ΜΓΑ). Αο εμεηάζνπκε ηελ πεξίπησζε ησλ ΜΓΓ (σήμα 1.8). Ζ είζνδνο ζεηηθψλ ηφλησλ εληφο ηεο κεηαζπλαπηηθήο κεκβξάλεο ζα νδεγήζεη ζε κεηαβνιή ηεο δηαθνξάο δπλακηθνχ, ηνπηθά ζηε κεηαζπλαπηηθή κεκβξάλε, απφ ηα πεξίπνπ -70 κv εληφο ηνπ θπηηάξνπ ζε ζρέζε κε ηνλ εμσθπηηαξηθφ ρψξν, ζε κηα ειαθξψο ζεηηθφηεξε ηηκή, π.ρ. -60 κv. Πνιχ ζπλεζηζκέλνη λεπξψλεο, ηδίσο ζηα αλψηεξα ζηξψκαηα ηνπ εγθεθάινπ, είλαη νη ιεγφκελνη ππξακηδηθνί λεπξψλεο. Απηνί έρνπλ ππξήλα (ζψκα) κε ζρήκα ππξακίδαο. ηε βάζε ηεο «ππξακίδαο» μεθηλά ν άμνλαο θαη ζηελ θνξπθή ηεο «ππξακίδαο» θαηαιήγεη, ζαλ θνξκφο δέληξνπ, έλαο θεληξηθφο δελδξίηεο, ν νπνίνο ζηελ θνξπθή ηνπ δηαθιαδίδεηαη ζε πνιινχο δελδξίηεο. ηνλ θπξίσο θνξκφ ηνπ θεληξηθνχ δελδξίηε θαη ζην ζψκα, φηαλ εθεί δελ ππάξρνπλ ζπλάςεηο ελεξγνπνηεκέλεο, ε δηαθνξά δπλακηθνχ εληφο ηνπ θπηηάξνπ ζε ζρέζε κε ηνλ εμσθπηηαξηθφ ρψξν βξίζθεηαη ζηελ θαηάζηαζε εξεκίαο δει. έρεη ηηκή πεξίπνπ -70 κv. Άξα, αλ παξαηεξήζνπκε ηνλ εμσθπηηαξηθφ ρψξν θνληά ζην ζψκα θαη ηνλ εμσθπηηαξηθφ ρψξν θνληά ζηε δηεγεξκέλε ζχλαςε, παξαηεξνχκε φηη ππάξρεη πεξηζζφηεξν αξλεηηθφ θνξηίν ζηελ εμσθπηηαξηθή πεξηνρή ηεο ζχλαςεο απφ φ,ηη ζηελ εμσθπηηαξηθή πεξηνρή ηνπ ζψκαηνο. Απηή ε ειαθξά αληζζνξνπία ζα νδεγήζεη ζε ξνή αξλεηηθψλ ηφλησλ απφ ηελ εμσθπηηαξηθή πεξηνρή ηεο ζχλαςεο πξνο ηελ εμσθπηηαξηθή πεξηνρή ηνπ ζψκαηνο θαη ζε ξνή ζεηηθψλ ηφλησλ απφ ηελ εμσθπηηαξηθή πεξηνρή ηνπ ζψκαηνο πξνο ηελ εμσθπηηαξηθή πεξηνρή ηεο ζχλαςεο. Απηή ε ξνή ηζνδπλακεί κε ηελ χπαξμε ελφο ζηνηρεηψδνπο θαη αζζελέζηαηνπ ειεθηξηθνχ δηπφινπ, κε ηνλ ζεηηθφ πφιν ζηελ εμσθπηηαξηθή πεξηνρή ηεο ζχλαςεο θαη ηνλ αξλεηηθφ ζηελ εμσθπηηαξηθή πεξηνρή ηνπ ζψκαηνο. Απηφ ην δίπνιν απνηειεί κηα πεγή ηνληηθήο ξνήο αληίζηνηρεο (αλ θαη εμαηξεηηθά αζζελέζηεξεο) κε απηήλ πνπ κειεηήζακε ζηελ ειεθηξνθαξδηνγξαθία (Κεθάιαην 4) γηα ην θαξδηαθφ άλπζκα. Αλ ν λεπξψλαο δηεγεξζεί ζε πνιιέο φκνηεο ζπλάςεηο ηνπ ηαπηφρξνλα, απφ ηνλ ίδην ή πεξηζζφηεξνπο λεπξψλεο, ην παξαπάλσ θαηλφκελν αζξνίδεηαη θαη ην δίπνιν πνπ πεξηγξάθεθε παξαπάλσ γίλεηαη ηζρπξφηεξν. Οη ππξακηδηθνί λεπξψλεο βξίζθνληαη ζε νκάδεο ζηνλ εγθέθαιν, κε κηα παξάιιειε δηάηαμε πνπ ζπκίδεη πνιχ ςειά δέληξα ζε έλα ππθλφ δάζνο. Αλ, ινηπφλ, φινη νη λεπξψλεο ηεο νκάδαο δερζνχλ δηέγεξζε ζηηο ζπλάςεηο ηνπο πεξίπνπ ηαπηφρξνλα, φπσο ζπκβαίλεη ζπλήζσο, ηα δίπνια θάζε λεπξψλα αζξνίδνληαη κεηαμχ ηνπο θαη νδεγνχλ ηειηθά ζε έλα ηζρπξφ δίπνιν ην νπνίν νδεγεί ζε ηνληηθέο ξνέο ηέηνηεο, πνπ λα κπνξνχλ λα θηάζνπλ έσο θαη ηε δεξκαηηθή επηθάλεηα ηνπ θεθαιηνχ. Σα δε δπλακηθά πνπ ζα θαηαγξάςνπκε ζα έρνπλ κνξθνινγηθή νκνηφηεηα κε ην ΜΓΓ πνπ δείρλνπκε ζην σήμα 1.8. Αο γπξίζνπκε, φκσο, πάιη ζηνλ έλα κεκνλσκέλν λεπξψλα πνπ κειεηνχζακε παξαπάλσ. ην εζσηεξηθφ ηνπ θπηηάξνπ, ζηνπο δχν ρψξνπο (ζχλαςε θαη ζψκα), ππάξρεη αληίζηξνθεο πνιηθφηεηαο αληζζνξνπία απφ απηή πνπ ππάξρεη ζηνλ εμσθπηηαξηθφ ρψξν, ε νπνία ζα νδεγήζεη ζε αληηζηξφθνπ πνιηθφηεηαο ελδνθπηηαξηθέο ξνέο ηφλησλ. ηνλ ρψξν ηνπ ζψκαηνο δελ ππάξρεη ξνή δηακέζνπ ηεο κεκβξάλεο. Σν ηειηθφ απνηέιεζκα ησλ ηνληηθψλ ξνψλ πνπ πεξηγξάςακε παξαπάλσ ζα νδεγήζεη ζε κηα ειαθξά κεηαβνιή ηεο δηαθνξάο δπλακηθνχ ζηε κεκβξάλε ηνπ ζψκαηνο απφ ηα πεξίπνπ -70 κv εληφο ηνπ θπηηάξνπ ζε ζρέζε κε ηνλ εμσθπηηαξηθφ ρψξν, ζε κηα ειαθξψο ζεηηθφηεξε ηηκή, π.ρ. -68 κv. Ζ ηαπηφρξνλε, φκσο, δηέγεξζε πνιιψλ ζπλάςεσλ κπνξεί λα νδεγήζεη ζε αζξνηδφκελεο απμήζεηο ηεο δηαθνξάο 102

δπλακηθνχ ζηε κεκβξάλε ηνπ ζψκαηνο, έσο φηνπ απηή λα θηάζεη ηελ ηηκή θαησθιηνχ ηνπ λεπξψλα (πεξίπνπ -40 κv), νπφηε θαη ζα εθθηλήζεη ε δεκηνπξγία δπλακηθνχ δξάζεο. Μάιηζηα, απηφ ζα ζπκβεί ζπλήζσο ζρεδφλ ηαπηφρξνλα γηα φινπο ηνπο λεπξψλεο ηεο δηεγεηξφκελεο νκάδαο. Έηζη ινηπφλ, απηφ πνπ κε ην ΖΔΓ θαηαγξάθνπκε δελ είλαη ηα δπλακηθά δξάζεο ηεο δηεγεηξφκελεο νκάδαο, αιιά ην ζπλνιηθφ κεηαζπλαπηηθφ δπλακηθφ, φπσο απηφ θαηαιήγεη εμαζζελεκέλν ζηε δεξκαηηθή επηθάλεηα. Βέβαηα, αλ ε «πξνζπλαπηηθή» νκάδα λεπξψλσλ πνπ παξήγαγε ηηο αξρηθέο δηεγέξζεηο ζηηο ζπλάςεηο είρε λεπξψλεο πνπ «εθππξζνθξνηνχζαλ» (δει. παξήγαγαλ δπλακηθά δξάζεο) ξπζκηθά κε κηα ζπρλφηεηα Α Hz, ηα κεηαζπλαπηηθά δπλακηθά ζα είραλ κηα «θπκαηνεηδή» επαλαιεςηκφηεηα (σήμα 5.4) ίδηαο πεξίπνπ ζπρλφηεηαο θαη νη λεπξψλεο ηεο «κεηαζπλαπηηθήο» νκάδαο πηζαλφηαηα λα «παξαζχξνληαλ» απφ ηνπο λεπξψλεο πνπ ηνπο δηέγεηξαλ θαη, κε ηε ζεηξά ηνπο, λα εθππξζνθξνηνχζαλ πάιη κε ηελ ίδηα πεξίπνπ ζπρλφηεηα Α Hz. Άξα, ηα δπλακηθά πνπ θαηαγξάθνπκε δεξκαηηθά κε ην ΖΔΓ, ελψ δείρλνπλ κεηαζπλαπηηθέο δηεγέξζεηο, νπζηαζηηθά αληηπξνζσπεχνπλ ηελ «ππνθείκελε» ζπρλφηεηα παξαγσγήο δπλακηθψλ δξάζεο λεπξσληθψλ νκάδσλ, αθφκε θαη αλ ηα ίδηα ηα δπλακηθά δξάζεο δελ θηάλνπλ λα θαηαγξαθνχλ ζηε δεξκαηηθή επηθάλεηα, γηα ηνπο ιφγνπο πνπ εμεγήζακε παξαπάλσ. ην ζεκείν απηφ, πξέπεη λα ζεκεηψζνπκε φηη ππάξρεη ειεθηξηθή δξαζηεξηφηεηα ζηνλ εγθέθαιν, δει. κεηαζπλαπηηθά δπλακηθά, ηα νπνία δελ θαηαγξάθνληαη, δηφηη είηε ην ζρήκα θάζε λεπξψλα είηε ε δνκή ησλ νκάδσλ ησλ λεπξψλσλ πνπ δέρνληαη δηέγεξζε, δελ κπνξνχλ λα νδεγήζνπλ ζε γεσκεηξηθή άζξνηζε ησλ ζηνηρεησδψλ δηπφισλ ηνπ θάζε λεπξψλα. σήμα 5.4 Καηαγξαθή ΖΔΓ 14 θαλαιηώλ. Οη θαηαθόξπθεο κπιε γξακκέο απέρνπλ 1 sec. (Bemoeial.[https://commons.wikimedia.org/wiki/File:ElectroEncephalogram.png?uselang=el]. Σν παξόλ έξγν αδεηνδνηείηαη ππό ηνπο όξνπο ηεο άδεηαο Creative Commons Αλαθνξά Παξόκνηα Γηαλνκή, CC BY-SA 3.0). Παξαηεξψληαο ην ΖΔΓ ζην σήμα 5.4, βιέπνπκε φηη ζε αξθεηέο απαγσγέο (δει. θαηαγξαθέο δηαθνξάο δπλακηθνχ κεηαμχ δχν ειεθηξνδίσλ ηνπνζεηεκέλσλ ζην δέξκα) ππάξρεη κηα θπκαηνεηδήο δξαζηεξηφηεηα κε παξφκνηα ζπρλφηεηα. Μάιηζηα, δηα γπκλνχ νθζαικνχ κε βάζε ηελ θιίκαθα ρξφλσλ ηεο θαηαγξαθήο θαίλεηαη φηη ηα θχκαηα έρνπλ κηα 103

πεξίνδν πεξίπνπ 0,5 s, δει. ζπρλφηεηα πεξίπνπ 2 Hz, γεγνλφο πνπ είλαη επθξηλέο θπξίσο ζηελ 7 ε έσο θαη ηελ 10 ε (μεθηλψληαο απφ πάλσ) απαγσγή. Ζ χπαξμε ξπζκηθψλ νκαιά επαλαιακβαλφκελσλ «εκηηνλνεηδψλ» θπκάησλ πνπ έρνπλ πεξίπνπ ζηαζεξή πεξίνδν (άξα θαη ζπρλφηεηα) απνηέιεζε έλα απφ ηα πξψηα επξήκαηα ζηε κειέηε ηνπ ΖΔΓ [2]. Ζ βαζηθή ζπρλφηεηα (αξκνληθή) ησλ θπκάησλ θαζνξίδεη ηνλ «ξπζκφ» ηνπ ΖΔΓ ζηνλ νπνίν αλήθεη ην ζήκα κηαο απαγσγήο. Ο ξπζκφο «άιθα» (σήμα 5.5.α) πήξε ηελ νλνκαζία ηνπ δηφηη ήηαλ ν πξψηνο ξπζκφο πνπ κειεηήζεθε απφ ηνλ Hans Berger θαη απνηειεί ηνλ ζπρλφηεξα εκθαληδφκελν ξπζκφ ζε πγηείο αλζξψπνπο, φηαλ έρνπλ θιεηζηά ηα κάηηα θαη είλαη ραιαξνί. Άλνηγκα ησλ καηηψλ νδεγεί ζε κείσζε ηνπ ξπζκνχ άιθα. Ο ξπζκφο άιθα πεξηιακβάλεη θχκαηα ησλ νπνίσλ ε βαζηθή αξκνληθή είλαη ζηε δψλε 8-13 Hz θαη ην πιάηνο ησλ ζεκάησλ δελ ππεξβαίλεη ζπλήζσο ηα 30 κv. O ξπζκφο «βήηα» (σήμα 5.5.β), πνπ πήξε απηφ ην φλνκα δηφηη ήηαλ ν δεχηεξνο ξπζκφο πνπ κειεηήζεθε, πεξηιακβάλεη θχκαηα ησλ νπνίσλ ε βαζηθή αξκνληθή είλαη ζηε δψλε 13-30 Hz θαη ην πιάηνο ησλ ζεκάησλ επίζεο δελ ππεξβαίλεη ζπλήζσο ηα 30 κv. Δκθαλίδεηαη ζηνλ πγηή άλζξσπν σο ν θχξηνο ξπζκφο φηαλ είλαη ζε εγξήγνξζε θαη αλνίμεη ηα κάηηα. Ο ξπζκφο «δέιηα» (σήμα 5.5.γ) πεξηιακβάλεη θχκαηα ησλ νπνίσλ ε βαζηθή αξκνληθή είλαη ζηε δψλε 0,5-4 Hz θαη ην πιάηνο ησλ ζεκάησλ κπνξεί λα θηάζεη ηηο κεξηθέο εθαηνληάδεο κv. Δκθαλίδεηαη ζηνλ πγηή άλζξσπν ζε ζπγθεθξηκέλεο θάζεηο ηνπ χπλνπ (βι. παξαθάησ), αιιά απνηειεί θαη ηνλ θχξην ξπζκφ έσο ην δεχηεξν έηνο ηεο ειηθίαο. Σέινο, ζηνπο ζπλεζέζηεξα απαληνχκελνπο ξπζκνχο αλήθεη θαη ν «ζήηα» (σήμα 5.5.δ) πνπ πεξηιακβάλεη θχκαηα ησλ νπνίσλ ε βαζηθή αξκνληθή είλαη ζηε δψλε 4-8 Hz θαη ην πιάηνο ησλ ζεκάησλ κπνξεί λα θηάζεη ηα 100 κv. Πξέπεη λα ηνληζηεί φηη ν δηαρσξηζκφο ησλ δσλψλ ζπρλνηήησλ θάζε ξπζκνχ δελ είλαη απφιπηνο, αιιά πξνζεγγηζηηθφο, θαζφζνλ δελ ππάξρνπλ ζαθή φξηα ζπρλνηήησλ πνπ λα αληαπνθξίλνληαη ζε νπζηαζηηθέο ιεηηνπξγηθέο δηαθνξνπνηήζεηο ζηα φξηα ησλ δσλψλ. 104

σήμα 5.5 Καηαγξαθέο ΖΔΓ, όπνπ θπξηαξρεί έλαο ζπγθεθξηκέλνο ξπζκόο. Ζ δηάξθεηα θάζε θαηαγξαθήο δίλεηαη ζην άμνλα Υ ζε s: (α) ξπζκόο άιθα (Hugo Gamboa. [https://commons.wikimedia.org/wiki/file:eeg_alpha.svg?uselang=el]. Σν παξόλ έξγν αδεηνδνηείηαη ππό ηνπο όξνπο ηεο άδεηαο Creative Commons Αλαθνξά Παξόκνηα Γηαλνκή, CC BY-SA 3.0), (β) ξπζκόο βήηα (Hugo Gamboa. [https://commons.wikimedia.org/wiki/file:eeg_beta.svg?uselang=el]. Σν παξόλ έξγν αδεηνδνηείηαη ππό ηνπο όξνπο ηεο άδεηαο Creative Commons Αλαθνξά Παξόκνηα Γηαλνκή, CC BY-SA 3.0), (γ) ξπζκόο δέιηα (Hugo Gamboa. [https://commons.wikimedia.org/wiki/file:eeg_delta.svg?uselang=el]. Σν παξόλ έξγν αδεηνδνηείηαη ππό ηνπο όξνπο ηεο άδεηαο Creative Commons Αλαθνξά Παξόκνηα Γηαλνκή, CC BY-SA 3.0), (δ) ξπζκόο ζ (Hugo Gamboa. [https://commons.wikimedia.org/wiki/file:eeg_delta.svg?uselang=el]. Σν παξόλ έξγν αδεηνδνηείηαη ππό ηνπο όξνπο ηεο άδεηαο Creative Commons Αλαθνξά Παξόκνηα Γηαλνκή, CC BY-SA 3.0). Όπσο είδακε θαη ηελ πεξίπησζε ηνπ ΖΚΓ, ε ηνπνζέηεζε ησλ ειεθηξνδίσλ ζηε δεξκαηηθή επηθάλεηα ηνπ θεθαιηνχ ζηελ πεξίπησζε ηνπ ΖΔΓ, γίλεηαη κε -θαηά ην δπλαηφλζπζηεκαηηθφ ηξφπν, ψζηε λα είλαη γλσζηή ε θαηά πξνζέγγηζε ζέζε, φπνπ είρε ηνπνζεηεζεί θάζε ειεθηξφδην, αζρέησο ζε πνην εξγαζηήξην είρε γίλεη ε κέηξεζε. Σν πην ζπλεζηζκέλν ζχζηεκα «πξφηππεο» ηνπνζέηεζεο ειεθηξνδίσλ ζηελ ειεθηξνεγθεθαινγξαθία είλαη ην ιεγφκελν πξφηππν ζχζηεκα ηνπνζέηεζεο «10-20» (σήμα 5.6). Ζ νλνκαζία πξνέξρεηαη απφ ην γεγνλφο φηη ε ηνπνζέηεζε γίλεηαη κε ηνλ εμήο ηξφπν: κεηξάηαη ε απφζηαζε, έζησ Μ-Η απφ ηελ θνξπθή ηεο κχηεο έσο ην ηλίν (νπίζζηα «βάζε» ηεο θεθαιήο) θαη δηαηξείηαη ζε δέθαηα. Παξνκνίσο κεηξάηαη ε απφζηαζε αλάκεζα ζηηο καζηνεηδείο απνιήμεηο (καζηνεηδήο απφιεμε νλνκάδεηαη ε κηθξή νζηηθή «πξνεμνρή» πνπ ππάξρεη ζην θεθάιη πίζσ απφ ην θάζε απηί), έζησ Μ1-Μ2 θαη δηαηξείηαη ζε δέθαηα. Ξεθηλψληαο απφ ηελ αξηζηεξή καζηνεηδή, ηνπνζεηνχκε ην ειεθηξφδην ζηελ ηνπνζεζία κε ηελ νλνκαζία Σ3 πξνο ηα δεμηά ηεο αξηζηεξήο καζηνεηδνχο, θαηά κήθνο ηεο λνεηήο γξακκήο πνπ ελψλεη ηηο δχν καζηνεηδείο πάλσ ζην θεθάιη, ζην 10% ηεο απφζηαζεο Μ1-Μ2. Σν επφκελν ειεθηξφδην, C3, ηνπνζεηείηαη δεμηφηεξα ηνπ Σ3, ζην 20% ηεο απφζηαζεο Μ1-Μ2, νπφηε απέρεη 30% ηεο απφζηαζεο Μ1- Μ2 απφ ηελ αξηζηεξή καζηνεηδή. Πξνρσξψληαο κε βήκαηα ηνπ 20% ηνπνζεηνχληαη δηαδνρηθά πάλσ ζηελ ίδηα λνεηή γξακκή, επί ηεο θεθαιήο, ηα ειεθηξφδηα Cz, C4, T4. Έρνληαο ηνπνζεηήζεη ην Cz, παξφκνηα δηαδηθαζία γίλεηαη γηα ηελ ηνπνζέηεζε ησλ ειεθηξνδίσλ θαηά κήθνο ηεο λνεηήο γξακκήο Μ-Η, φπνπ ην ειεθηξφδην Fz ηνπνζεηείηαη ζην 20% ηεο απφζηαζεο Μ-Η, νδεχνληαο πξνο ηα εκπξφο απφ ην Cz θαη ην Pz 20% πξνο ηα πίζσ. ηε ζπλέρεηα, ζεσξψληαο έλαλ λνεηφ θχθιν κε θέληξν ην Cz θαη αθηίλα κήθνπο ίζνπ κε ην δηάζηεκα Cz-T3 (=Cz-T4) ηνπνζεηνχκε, ζε πξνζεγγηζηηθέο απνζηάζεηο πνπ θαίλνληαη ζην σήμα 5.6, ηα «πεξηθεξεηαθά» ειεθηξφδηα F7, Fp1, Fp2, T8, T6, O2, O1, T5. ηε ζπλέρεηα ηνπνζεηνχληαη θαη ηα ππφινηπα ειεθηξφδηα. ηνπο ζχγρξνλνπο ΖΔΓ, πνπ ρξεζηκνπνηνχλ πνιιέο δεθάδεο ειεθηξφδηα, αθνινπζείηαη ην πξφηππν «10-10», φπνπ ε απφζηαζε κεηαμχ ειεθηξνδίσλ, ζηηο λνεηέο γξακκέο Μ-Η θαη Μ1-Μ2 είλαη ην 10% ησλ αληίζηνηρσλ απνζηάζεσλ Μ-Η θαη Μ1-Μ2 (σήμα 5.7). 105

σήμα 5.6 Ζ ηνπνζέηεζε ησλ ειεθηξνδίσλ ζηε δεξκαηηθή επηθάλεηα ηνπ θεθαιηνύ, ζύκθσλα κε ην πξόηππν 10-20. (Asanagi. [https://commons.wikimedia.org/wiki/file:21_electrodes_of_international_10-20_system_for_eeg.svg]. Σν παξόλ έξγν απνηειεί θνηλό θηήκα/public domain). 106

σήμα 5.7 Ζ ηνπνζέηεζε ησλ ειεθηξνδίσλ ζηε δεξκαηηθή επηθάλεηα ηνπ θεθαιηνύ, γηα ζύζηεκα θαηαγξαθήο κε 64 ειεθηξόδηα. (βι. αλαθνξά βηβηιηνγξαθίαο κε αξηζκό [20]. [http://physionet.org/physiobank/database/eegmmidb/64_channel_sharbrough.pdf]. Σν παξόλ έξγν αδεηνδνηείηαη ππό ηνπο όξνπο ηεο άδεηαο Public Domain Dedication and License v1.0). Ζ ηνπνζέηεζε πνιιψλ δεθάδσλ ειεθηξνδίσλ, φηαλ απηά ηνπνζεηνχληαη ην θαζέλα μερσξηζηά, είλαη κηα καθξά δηαδηθαζία, θαζφζνλ ε ζέζε πνπ ζα ηνπνζεηεζεί θάζε ειεθηξφδην πξέπεη ελδερνκέλσο λα θαζαξηζηεί θαη νη ηξίρεο λα παξακεξηζηνχλ ειαθξά, ψζηε λα κελ δπζθνιεχνπλ ηελ επαθή ηνπ ειεθηξνδίνπ κε ην δέξκα. Δπίζεο, ε ζηήξημε ησλ ειεθηξνδίσλ, ηδίσο αλ νη κεηξήζεηο πξφθεηηαη λα θξαηήζνπλ γηα δηάζηεκα πέξαλ ηνπ εκηψξνπ, επηβάιιεη ηε ρξήζε ειεθηξνδίσλ ζηα νπνία εγρχεηαη ζπγθνιιεηηθή αινηθή θαηά ηε δηάξθεηα ηεο ηνπνζέηεζήο ηνπο. Οη παξαπάλσ πεξηνξηζκνί έρνπλ νδεγήζεη ζηε ρξήζε «θάζθαο» ζηελ νπνία είλαη κνλίκσο ελζσκαησκέλα ηα ειεθηξφδηα (σήμα 5.8) Οη θάζθεο απηέο ππάξρνπλ ζε δηάθνξα κεγέζε, ψζηε κε θαηάιιειε επηινγή, αλάινγα κε ηνλ εμεηαδφκελν, θάζε θνξά ε θάζθα λα εθάπηεηαη ζθηθηά επί ηνπ θεθαιηνχ. Τπάξρεη ε δπλαηφηεηα έγρπζεο ειεθηξνιπηηθήο (φρη ζπγθνιιεηηθήο) αινηθήο ζε θάζε ειεθηξφδην. Με ηελ αινηθή παξαθάκπηεηαη ην πξφβιεκα ησλ ηξηρψλ, δηφηη ε πεξηνρή θάησ απφ θάζε ειεθηξφδην εκπνηίδεηαη απφ ηελ αινηθή θαη δεκηνπξγείηαη ειεθηξηθή ζπλέρεηα απφ ην δέξκα έσο ην ειεθηξφδην παξαθάκπηνληαο ηηο ηξίρεο. Όκσο, πξέπεη λα πξνζερηεί, ψζηε ε ρξήζε αινηθήο λα κελ νδεγήζεη ζε δεκηνπξγία αγψγηκνπ δξφκνπ κεηαμχ δχν ειεθηξνδίσλ, δηακέζνπ ηεο δεξκαηηθήο επηθάλεηαο. Με ηε ρξήζε ηεο θάζθαο ν ρξφλνο πξνεηνηκαζίαο 107

κεηψλεηαη ζεκαληηθά, δελ ππάξρεη αλάγθε επηπιένλ ζηήξημεο ησλ ειεθηξνδίσλ, ηα παξάζηηα θίλεζεο κεηψλνληαη θαη ε θαισδίσζε πνπ μεθηλά απφ ηα ειεθηξφδηα είλαη ελζσκαησκέλε ζε έλα κεγάιν «ζσιήλα» πνπ νδεχεη πξνο ηνλ ΖΔΓ. σήμα 5.8 Σνπνζέηεζε ειεθηξνδίσλ κε θάζθα. (Chris Hope. [https://commons.wikimedia.org/wiki/file:eeg_recording_cap.jpg?uselang=el]. Σν παξόλ έξγν αδεηνδνηείηαη ππό ηνπο όξνπο ηεο άδεηαο Creative Commons Αλαθνξά πξνέιεπζεο 2.0, CC- BY 2.0). Σν ΖΔΓ βξίζθεη επξεία εθαξκνγή ζηε λεπξνινγία. Δίλαη κηα θζελή κέζνδνο, εληειψο κε επεκβαηηθή, απιή ζηελ εθαξκνγή ηεο. Ζ θχξηα ρξεζηκφηεηά ηεο ζηελ θιηληθή πξάμε βξίζθεηαη ζην γεγνλφο φηη δηάθνξεο αζζέλεηεο επάγνπλ δηαθνξνπνηήζεηο ζην ΖΔΓ ησλ αζζελψλ ζε ζρέζε κε απηφ ησλ πγηψλ. Απηφ δηεπθνιχλεη ηφζν ηε δηάγλσζε, φζν θαη ηελ πξφγλσζε αζζελεηψλ. Υξεζηκφηεηα έρνπκε, κεηαμχ άιισλ, ζηελ παξαθνινχζεζε εγθεθαινπαζεηψλ, θψκαηνο, θξαληνεγθεθαιηθψλ θαθψζεσλ, χπαξμεο θαξθηληθψλ φγθσλ θ.ά. Δμαηξεηηθή ρξεζηκφηεηα π.ρ. έρεη ην ΖΔΓ ζηε κειέηε ηεο επηιεςίαο, κηαο πνιπζχλζεηεο λνζνινγηθήο νληφηεηαο, ε νπνία, κεηαμχ άιισλ, νδεγεί ζηελ εκθάληζε εμαηξεηηθά ραξαθηεξηζηηθψλ κνξθνινγηθψλ κεηαβνιψλ ζην ΖΔΓ ηνπ αζζελνχο ζε ζρέζε κε απηφ ηνπ πγηνχο αλζξψπνπ (σήμαηα 5.9-5.12). Οη κεγάινπ πιάηνπο θπκαηνκνξθέο (ζε ζρέζε κε ην πιάηνο ηνπ ΖΔΓ πγηνχο αλζξψπνπ ζε εγξήγνξζε) ηείλνπλ λα εκθαλίδνληαη ζε φιεο ζρεδφλ ηηο απαγσγέο, σζάλ ν εγθέθαινο λα βξίζθεηαη ζε κηα θαηάζηαζε πιήξνπο ζπγρξνληζκνχ, δει. πνιχ κεγάιεο νκάδεο λεπξψλσλ λα εθππξζνθξνηνχλ κε ηνλ ίδην ηξφπν. Απηφ κπνξεί λα δηαξθεί θάπνηα δεπηεξφιεπηα θαη λα επαλέξρεηαη ή λα δηαξθεί γηα κεγαιχηεξα δηαζηήκαηα. 108

σήμα 5.9 ΖΔΓ αζζελνύο πνπ έπαζρε από επηιεςία. Παξαηεξήζηε ηελ ύπαξμε ηζρπξώλ ηαιαληώζεσλ ζην ζύλνιν ησλ απαγσγώλ πνπ εκθαλίδνπλ ρξνληθά δηαζηήκαηα εκθάληζεο-έθιεηςεο. Απαγσγέο κε «παρηά» θαηαγξαθή έρνπλ επηπξνζζέησο παξάζηην ηεο γξακκήο ηξνθνδνζίαο (50 Hz). Σα ζήκαηα πξνέξρνληαη από ηε βάζε δεδνκέλσλ physionet (βι. αλαθνξέο βηβηιηνγξαθίαο κε αξηζκό [20], [21]. [http://physionet.org/physiobank/database/emgdb/]. Σν παξόλ έξγν αδεηνδνηείηαη ππό ηνπο όξνπο ηεο άδεηαο Public Domain Dedication and License v1.0). 109

σήμα 5.10 ΖΔΓ αζζελνύο παηδηνύ πνπ έπαζρε από επηιεςία. ηελ πεξίπησζε απηή έρνπκε γεληθεπκέλε εκθάληζε ζπκπιόθσλ αηρκήο-θύκαηνο ( spike-and-wave complex) ζπρλόηεηαο 3 Hz. Οη θάζεηεο γξακκέο αληηζηνηρνύλ ζε δηάξθεηα 1 s. (Der Lange. [https://commons.wikimedia.org/wiki/file:spikewaves.png]. Σν παξόλ έξγν αδεηνδνηείηαη ππό ηνπο όξνπο ηεο άδεηαο Creative Commons Attribution- Share Alike 2.0 Generic, CC-BY-SA 2.0). 110

σήμα 5.11 ΖΔΓ αζζελνύο πνπ έπαζρε από επηιεςία. ηελ πεξίπησζε απηή έρνπκε γεληθεπκέλε εκθάληζε «πνιπ-αηρκώλ» ζην ζεκείν πνπ ζεκεηώλεηαη κε gen.polyspikes ζηελ εηθόλα. ηηο κεηξήζεηο ειήθζεζαλ επηπιένλ ησλ απαγσγώλ ΖΔΓ, θαηαγξαθέο ΖΚΓ, ΖΟΓ θαη ΖΜΓ. (moep. [https://commons.wikimedia.org/wiki/file:gen-poly-spikes.png]. Σν παξόλ έξγν απνηειεί θνηλό θηήκα/public domain). σήμα 5.12 ΖΔΓ αζζελνύο 4 κελώλ πνπ έπαζρε από επηιεπηηθό ζύλδξνκν. ηελ πεξίπησζε απηή έρνπκε πςαξξπζκία, δει. κεγάινπ πιάηνπο άηαθηε δξαζηεξηόηεηα (γεληθεπκέλεο «βαζηέο» παξνμπζκηθέο αλσκαιίεο) ζην ΖΔΓ. Οη θάζεηεο γξακκέο αληηζηνηρνύλ ζε δηάξθεηα 1 sec. ηηο κεηξήζεηο ειήθζεζαλ επηπιένλ ησλ απαγσγώλ ΖΔΓ θαη ΖΚΓ θαηαγξαθή. (Ralphelg. [https://commons.wikimedia.org/wiki/file:hypsarrhythmia.png]. Σν παξόλ έξγν αδεηνδνηείηαη ππό ηνπο όξνπο ηεο άδεηαο Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0, CC BY-SA 3.0). 111

σήμα 5.13 εκεία ηνπνζέηεζεο ειεθηξνδίσλ γηα ηε δηεμαγσγή απινύ ππλνγξαθήκαηνο, ζην νπνίν απάγνληαη κία απαγσγή ΖΔΓ, κία απαγσγή ΖΟΓ θαη κία απαγσγή ΖΜΓ. (National Institutes of Health, USA. [https://commons.wikimedia.org/wiki/file:science_edunihgovinfo_fig02.gif]. Σν παξόλ έξγν απνηειεί θνηλό θηήκα/public domain). Μία επηπιένλ ηδηαίηεξα ζεκαληηθή εθαξκνγή ηνπ ΖΔΓ είλαη ζηε κειέηε ηνπ χπλνπ [1]. Ζ χπαξμε ειεθηξηθήο εγθεθαιηθήο δξαζηεξηφηεηαο θαηά ηε δηάξθεηα ηνπ χπλνπ απνηέιεζε αληηθείκελν επηζηεκνληθνχ ελδηαθέξνληνο ζρεηηθά ζχληνκα κεηά ηελ έλαξμε ηεο κειέηεο ηνπ ΖΔΓ, ηηο δεθαεηίεο 1930-1940. Τπήξμε ε ειπίδα, πνπ έρεη ζε κεγάιν βαζκφ επαιεζεπζεί, φηη ην ΖΔΓ απνηειεί έλα πξψηεο ηάμεο εξγαιείν γηα λα κειεηεζνχλ νη κεραληζκνί ιεηηνπξγίαο ηνπ εγθεθάινπ ζηε δηάξθεηα ηνπ χπλνπ, αθνχ πξνζθέξεη κηα ηθαλνπνηεηηθά κε επεκβαηηθή κέζνδν, πξάγκα ηδηαίηεξα ρξήζηκν θαηά ηνλ χπλν, φπνπ ε ελφριεζε ηνπ εμεηαδφκελνπ πξέπεη λα ειαηησζεί ζην ειάρηζην. Ζ κειέηε ηεο ιεηηνπξγίαο ηνπ αλζξψπηλνπ νξγαληζκνχ θαηά ηε δηάξθεηα ηνπ χπλνπ κε κε επεκβαηηθέο κεζφδνπο δελ πεξηνξίδεηαη ζηελ θαηαγξαθή ηνπ ΖΔΓ. Ζ δηαδηθαζία θαηαγξαθήο βηνζεκάησλ ζηε δηάξθεηα ηνπ χπλνπ νλνκάδεηαη ππλνγξάθεκα. ηελ απινχζηεξε πεξίπησζε απαηηείηαη ε θαηαγξαθή φρη κφλν ηνπ ΖΔΓ (κε κία ηνπιάρηζηνλ απαγσγή), αιιά θαη ε θαηαγξαθή κηαο απαγσγήο ΖΜΓ θαη κηα θαηαγξαθή ΖΟΓ (σήμα 5.13). Ο ιφγνο πνπ ρξεηάδνληαη νη επηπιένλ δχν θαηαγξαθέο έρεη λα θάλεη κε ην γεγνλφο φηη ην ΖΔΓ ζηε δηάξθεηα ηνπ χπλνπ δηέξρεηαη απφ δηάθνξεο θάζεηο (ζηάδηα ηνπ χπλνπ) θαηά ηηο νπνίεο αιιάδεη ηφζν ε κνξθνινγία θαη ην ζπρλνηηθφ πεξηερφκελν ηνπ ΖΔΓ, φζν θαη ην επίπεδν θηλήζεσλ ηνπ βνιβνχ ησλ καηηψλ πνπ κειεηάηαη κέζσ ηνπ ΖΟΓ, αιιά θαη ε κπτθή δξαζηεξηφηεηα, πνπ κειεηάηαη κέζσ ηνπ ΖΜΓ (γηα ηε ιεπηνκεξή αλάιπζε ηνπ ΖΜΓ θαη ηνπ ΖΟΓ βι. ζηα Κεθάιαηα 6 θαη 7 αληίζηνηρα). Σα ζηάδηα ηνπ χπλνπ, φπσο έρνπλ θαηεγνξηνπνηεζεί κειεηψληαο ηαπηφρξνλα ην ΖΔΓ, ην ΖΜΓ θαη ην ΖΟΓ, είλαη ηέζζεξα θαη νλνκάδνληαη ζηάδηα 1, 2, 3 θαη 4. Δπηπιένλ ησλ ηεζζάξσλ ζηαδίσλ, ππάξρεη αθφκε κηα «θαηάζηαζε» ή «θάζε» ηνπ χπλνπ, ε επνλνκαδφκελε θάζε ή θαηάζηαζε χπλνπ ηαρέσλ νθζαικηθψλ θηλήζεσλ (rapid eye movement REM). Όπσο ζα πεξηγξάςνπκε ζηε ζπλέρεηα, ηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ ΖΔΓ, ηνπ ΖΜΓ θαη ηνπ ΖΟΓ είλαη ηφζν έληνλα δηαθνξεηηθά απφ φ,ηη ζπκβαίλεη ζηα πξνεγνπκέλσο πεξηγξαθέληα ηέζζεξα ζηάδηα ηνπ χπλνπ, πνπ ε θάζε χπλνπ ηαρέσλ νθζαικηθψλ θηλήζεσλ ζεσξείηαη σο κηα εμ νινθιήξνπ δηαθνξεηηθή θαηάζηαζε, πνπ είρε νλνκαζηεί θαη «παξάδνμνο» χπλνο. Έηζη, ζηε κειέηε ηνπ χπλνπ ηειηθά δηαρσξίδνπκε δχν «βαζηθέο» θαηαζηάζεηο: ηνλ «χπλν εθηφο θάζεο ηαρέσλ νθζαικηθψλ θηλήζεσλ» κε ηα ηέζζεξα ζηάδηά ηνπ θαη ηνλ «χπλν θάζεο ηαρέσλ νθζαικηθψλ θηλήζεσλ». 112

σήμα 5.14 Πιήξεο πνιπ-ππλνγξάθεκα ζηαδίνπ 1. Πέξαλ ησλ 5 ΖΔΓ απαγσγώλ (εληόο θόθθηλνπ πιαηζίνπ) ππάξρνπλ, κεηαμύ άιισλ, απαγσγέο ΖΟΓ (LEOG, REOG), απαγσγέο ΖΜΓ (Chin, EMG), ΖΚΓ (ECG), κεηξήζεηο θηλήζεσλ ζώξαθα (THO) θαη θνηιηαθήο ρώξαο (ABD) θαζώο θαη ε έλδεημε κέηξεζεο νμπκεηξίαο (SAO2). (Mr.Sandman/S. Jähnichen. [https://commons.wikimedia.org/wiki/category:sleep_stages#/media/file:sleep_eeg_stage_1.jpg]. Σν παξόλ έξγν απνηειεί θνηλό θηήκα/public domain). Έλα γεληθφ ραξαθηεξηζηηθφ ησλ ζηαδίσλ ηνπ χπλνπ εθηφο REM είλαη φηη ε αξίζκεζε μεθηλά απφ ηα ζηάδηα πνπ είλαη πιεζηέζηεξα πξνο ηελ έλαξμε ηνπ χπλνπ (δει. ην ζηάδην 1 είλαη απηφ πνπ εκθαλίδεηαη πξψην, αθνχ θαηαθιηζνχκε θαη θιείζνπκε ηα κάηηα καο) θαη φηη απφ ην έλα ζηάδην ζην άιιν (δει. απφ ην 1 ζην 2 ζην 3 θαη ηειηθά ζην 4) ην ΖΔΓ εκθαλίδεη ζηαδηαθά θχκαηα κεγαιχηεξνπ πιάηνπο θαη ρακειφηεξεο ζπρλφηεηαο. Πεξηιεπηηθά ηα βαζηθά ραξαθηεξηζηηθά ησλ ζηαδίσλ έρνπλ σο εμήο: ην ζηάδην 1 πνπ εκθαλίδεηαη πξψην, φπσο πξναλαθέξζεθε, αθνχ θαηαθιηζνχκε θαη θιείζνπκε ηα κάηηα, απνηειεί θαηά θάπνην ηξφπν έλα κεηαβαηηθφ ζηάδην κεηαμχ εγξήγνξζεο θαη χπλνπ (σήμα 5.14). Έρνπκε α ξπζκφ ζην ΖΔΓ, ν νπνίνο ζηαδηαθά κεηψλεηαη, ηαπηφρξνλα κε ηελ αχμεζε ηνπ ζ ξπζκνχ, ειαθξηά κείσζε ηνπ ιεγφκελνπ «κπτθνχ ηφλνπ» (δει. ηεο ζπλερνχο δξαζηεξηφηεηαο πνπ θαηαγξάθεηαη κε ην ΖΜΓ, αθφκε θαη φηαλ δελ έρνπκε εκθαλή ζχζπαζε θαη θίλεζε κπψλ) θαη εκθάληζε ζην ΖΟΓ ζρεηηθά ιίγσλ θαη αξγψλ νθζαικηθψλ θηλήζεσλ. ην ζηάδην 2 ν ξπζκφο α εθιείπεη εληειψο θαη εκθαλίδνληαη νη δχν πιένλ ραξαθηεξηζηηθέο θπκαηνκνξθέο ηνπ ΖΔΓ χπλνπ, πνπ είλαη νη ιεγφκελεο ππληθέο άηξαθηνη (sleep spindles) θαη ηα «ζπκπιέγκαηα Κ» (K-complexes) (σήμα 5.15). Ζ εκθάληζε απηψλ ησλ δχν θπκαηνκνξθψλ, ησλ νπνίσλ νη πεγέο θαη νη κεραληζκνί δεκηνπξγίαο απνηεινχλ βαζηθφ αληηθείκελν έξεπλαο ηεο θπζηνινγίαο ηνπ χπλνπ, ζπλδέεηαη κε ζεκαληηθέο κεηαβνιέο ζηε ιεηηνπξγία ηνπ εγθεθάινπ θαη κε απηή ηελ έλλνηα ην ζηάδην 2 ζεκαηνδνηεί ην ιεγφκελν «θιείδσκα» ηνπ χπλνπ. Δπηπιένλ, ν εμεηαδφκελνο αθππλίδεηαη δπζθνιφηεξα ζε απηφ ην ζηάδην απφ φ,ηη ζην ζηάδην 1. Σα ζπκπιέγκαηα Κ είλαη νμχαηρκα θχκαηα ξπζκνχ δέιηα κε πςειφ δπλακηθφ ζε ζρέζε κε ην ππφινηπν ΖΔΓ ηνπ ζηαδίνπ 2 θαη εκθαλίδνπλ ηαρεία κεηάβαζε απφ δπλακηθά κηαο πνιηθφηεηαο ζε δπλακηθά ηεο εηεξνζήκνπ πνιηθφηεηαο. Δκθαλίδνληαη κεκνλσκέλα ή ζε «δεπγάξηα» κε αηξάθηνπο (σήμα 5.16). Οη άηξαθηνη είλαη 113

θπκαηίδηα, ζπρλφηεηαο απφ 11 σο 16 Hz πεξίπνπ, πνπ έρνπλ πνιχ ραξαθηεξηζηηθή κνξθνινγία, ζηαδηαθά απμαλφκελνπ θαη κεηά κεηνχκελνπ πιάηνπο, κνηάδνπλ κε ην αδξάρηη (άηξαθηνο) ηνπ αξγαιεηνχ θαη ην πιάηνο ηνπο είλαη έσο πεξίπνπ 50 κv απφ θνξπθή ζε θνξπθή. Άηξαθηνη εκθαλίδνληαη θαη ζηα ζηάδηα 3 θαη 4 ηνπ χπλνπ, φκσο ε ζπρλφηεηα εκθάληζήο ηνπο ηείλεη κεηνχκελε θαη απνηεινχλ ην θπξηφηεξν ραξαθηεξηζηηθφ γηα λα θαηαηαρζεί έλα ζηάδην χπλνπ σο ζηάδην 2. σήμα 5.15 Πιήξεο πνιπ-ππλνγξάθεκα ζηαδίνπ 2. ε κία ΖΔΓ απαγσγή έρεη ζεκεησζεί κε θόθθηλεο γξακκέο ε ύπαξμε αηξάθησλ. (Mr.Sandman/S. Jähnichen. [https://commons.wikimedia.org/wiki/category:sleep_stages#/media/file:sleep_eeg_stage_2.jpg]. Σν παξόλ έξγν απνηειεί θνηλό θηήκα/public domain). 114

σήμα 5.16 ρεκαηηθή αλαπαξάζηαζε ΖΔΓ ζην νπνίν εκθαλίδεηαη άηξαθηνο ηνπ ύπλνπ (Sleep Spindle) θαη ζηε ζπλέρεηα ζύκπινθν Κ (K-complex). Voltage: δπλακηθό. Time: ρξόλνο. (Neocadre/Ljustam. [https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/a/a8/stage2sleep.png]. Σν παξόλ έξγν απνηειεί θνηλό θηήκα/public domain). Σα ζηάδηα 3 θαη 4 έρνπλ γεληθά θνηλά ραξαθηεξηζηηθά κε θπξηφηεξν φηη ην ΖΔΓ θπξηαξρείηαη απφ κεγάινπ (εθαηνληάδσλ κv) πιάηνπο θχκαηα δ (σήμα 5.17). Γη απηφ θαη ν χπλνο ζηα δχν απηά ζηάδηα νλνκάδεηαη θαη «χπλνο βξαδέσλ θπκάησλ». Δπίζεο, εκθαλίδνληαη βξαδείεο «θπθιηθέο» θηλήζεηο ησλ βνιβψλ ησλ καηηψλ θαη ν κπτθφο ηφλνο είλαη ηδηαίηεξα ρακειφο. Απηφ πνπ μερσξίδεη ηα δχν απηά ζηάδηα είλαη φηη ζην ζηάδην 4 ηα θχκαηα δ εκθαλίδνληαη ζε πνζνζηφ πάλσ απφ 50% ηεο δηάξθεηαο ηεο θαηαγξαθήο. Αλαθέξνληαο ηε δηάξθεηα ηεο θαηαγξαθήο, πξέπεη λα αλαθέξνπκε φηη ε εθαξκνγή θξηηεξίσλ ηαμηλφκεζεο ηνπ ΖΔΓ ζε ζηάδηα γίλεηαη «ηεκαρίδνληαο» ηελ θαηαγξαθή ζε ηκήκαηα («επνρέο») ησλ 30 s θαη κειεηψληαο ηελ χπαξμε ή κε ραξαθηεξηζηηθψλ ζε θάζε κία επνρή μερσξηζηά, ε νπνία κεηά θαηαηάζζεηαη ζε θάπνην ζηάδην. Σα ζηάδηα 3 θαη 4 αλαθέξνληαη επίζεο θαη σο «βαζχο χπλνο», δηφηη αθχπληζε επηηπγράλεηαη ζπλήζσο κφλν κε πξφθιεζε ηζρπξψλ εξεζηζκψλ. σήμα 5.17 Πιήξεο πνιπ-ππλνγξάθεκα ζηαδίνπ 4. (Mr.Sandman/S. Jähnichen. [https://commons.wikimedia.org/wiki/category:sleep_stages#/media/file:sleep_eeg_stage_4.jpg ]. Σν παξόλ έξγν απνηειεί θνηλό θηήκα/public domain). Ζ θάζε χπλνπ ηαρέσλ νθζαικηθψλ θηλήζεσλ εκθαλίδεη πνιχ έληνλεο δηαθνξνπνηήζεηο ζηηο θαηαγξαθέο ΖΔΓ, ΖΜΓ θαη ΖΟΓ ζε ζρέζε ηνπιάρηζηνλ κε ηα ζηάδηα 2 σο θαη 4 πνπ πεξηγξάθεθαλ πξνεγνπκέλσο. Σν θπξηφηεξν ραξαθηεξηζηηθφ είλαη νη έληνλεο θαη «απφηνκεο» («ηαρείεο») νθζαικηθέο θηλήζεηο, φπσο απηέο θαηαγξάθνληαη κε ην ΖΟΓ (σήμαηα 5.18 θαη 5.19), ζε αληίζεζε κε ηηο νκαιφηεξεο θαη επαλαιακβαλφκελεο θηλήζεηο πνπ εκθαλίδνληαη ζηα ζηάδηα 3 θαη 4. Δπίζεο, ην ΖΔΓ εκθαλίδεη α ξπζκφ, είλαη, δειαδή, πιεζηέζηεξν πξνο ην ΖΔΓ αλζξψπνπ ζε εγξήγνξζε κελ, αιιά κε θιεηζηά κάηηα θαη ζε ραιαξή θαηάζηαζε. Δπίζεο, ην ΖΜΓ εκθαλίδεη δξαζηηθή κείσζε ηνπ κπτθνχ ηφλνπ. Αθχπληζε ζηε δηάξθεηα ηεο θάζεο χπλνπ ηαρέσλ νθζαικηθψλ θηλήζεσλ ζπλνδεχεηαη ζπρλά κε αλάκλεζε απφ ηνλ εμεηαδφκελν λνεηηθήο δξαζηεξηφηεηαο. 115

σήμα 5.18 Πιήξεο πνιπ-ππλνγξάθεκα θάζεο ύπλνπ ηαρέσλ νθζαικηθώλ θηλήζεσλ. ε κία από ηεο απαγσγέο ΖΟΓ ζεκεηώλεηαη κε θόθθηλε γξακκή ε ύπαξμε ησλ ηαρέσλ νθζαικηθώλ θηλήζεσλ. (MrSandman/S. Jähnichen. [https://commons.wikimedia.org/wiki/file:sleep_eeg_rem.png?uselang=el]. Σν παξόλ έξγν απνηειεί θνηλό θηήκα/public domain). 116

σήμα 5.19 Πιήξεο πνιπ-ππλνγξάθεκα θάζεο ύπλνπ ηαρέσλ νθζαικηθώλ θηλήζεσλ. ηελ θαηαγξαθή απηή εκθαλίδνληαη πεξηζζόηεξεο νθζαικηθέο θηλήζεηο από όζεο ζην πνιύ-ππλνγξάθεκα ηνπ ρήκαηνο 5.18. Δπίζεο, παξαηεξήζηε όηη νη θαηαγξαθέο ΖΔΓ θαη ΖΟΓ έρνπλ δηαβξσζεί από ζόξπβν ηεο γξακκήο ηξνθνδνζίαο (50 Hz). Σν πνιπ-ππλνγξάθεκα θαηαγξάθεη θαη ηνλ θαξδηαθό ξπζκό (HR). (NascarEd. [https://commons.wikimedia.org/wiki/file:sleep_stage_rem.png?uselang=el]. Σν παξόλ έξγν αδεηνδνηείηαη ππό ηνπο όξνπο ηεο άδεηαο Creative Commons Αλαθνξά πξνέιεπζεο-παξόκνηα δηαλνκή 3.0, CC-BY-SA 3.0). Παξαηεξψληαο ηα σήμαηα 5.14, 5.15, 5.17-5.19 βιέπνπκε φηη νη θαηαγξαθέο βηνζεκάησλ ζηε δηάξθεηα ηνπ χπλνπ κπνξνχλ (θαη αλάινγα κε ηελ πεξίπησζε ηεο κειέηεο κπνξεί λα είλαη επηβεβιεκέλν) λα πεξηιακβάλνπλ πνιχ πεξηζζφηεξεο θαηαγξαθέο απφ ηηο 3 βαζηθέο πνπ δείρλνληαη ζην σήμα 5.13. Γηα ηέηνηνπ είδνπο θαηαγξαθέο κε πιεζψξα ζεκάησλ ρξεζηκνπνηείηαη ν φξνο «πνιπ-ππλνγξάθεκα» θαη πεξηιακβάλεη 5-7 απαγσγέο ΖΔΓ, δχν απαγσγέο ΖΟΓ, απαγσγή ΖΜΓ ζην πεγνχλη αιιά θαη ζε άιια ζεκεία ηνπ ζψκαηνο, ΖΚΓ, κηθξφθσλν γηα ηελ θαηαγξαθή ξνραιεηνχ, κεραλνειεθηξηθνχο αηζζεηήξεο γηα ηελ θαηαγξαθή ησλ θηλήζεσλ ησλ πνδηψλ θαη ηνπ ζψξαθα (γηα ηελ θαηαγξαθή ηνπ ξπζκνχ ηεο αλαπλνήο), ζεξκφκεηξα ηερλνινγίαο ζεξκίζηνξ ηνπνζεηεκέλα θάησ απφ ηα ξνπζνχληα ή θνληά ζην ζηφκα (επίζεο γηα ηελ αλίρλεπζε ηεο αλαπλνήο). Δπίζεο, ηδηαίηεξα ζεκαληηθή γηα κειέηεο ηεο άπλνηαο ηνπ χπλνπ είλαη ε ιεγφκελε νμπκεηξία, δει. ε θαηαγξαθή ηνπ πνζνζηνχ νμπγφλσζεο ησλ κνξίσλ αηκνζθαηξίλεο. Σέινο, κπνξεί λα γίλεηαη θαη βηληενζθφπεζε ηνπ εμεηαδνκέλνπ, αλ ρξεηάδεηαη λα κειεηεζνχλ νη θηλήζεηο πνπ θάλεη ζηε δηάξθεηα ηνπ χπλνπ. Όια ηα παξαπάλσ θαζηζηνχλ ηελ εθηέιεζε ελφο πνιπ-ππλνγξαθήκαηνο κηα απαηηεηηθή δηαδηθαζία, ηφζν απφ πιεπξάο εμεηαδνκέλνπ, φζν θαη απφ πιεπξάο ηνπ εξγαζηεξίνπ ζην νπνίν ιακβάλεη ρψξα ε εμέηαζε. Μάιηζηα, ηδίσο ζε πεξίπησζε εξεπλεηηθψλ κειεηψλ, ρξεηάδεηαη ν εμεηαδφκελνο λα θνηκεζεί δχν ή θαη ηξεηο ζπλερφκελεο λχρηεο, ψζηε λα εμνηθεησζεί κε ην πεξηβάιινλ ηνπ εξγαζηεξίνπ (φπνπ ππάξρεη θπζηθά θαηάιιειν ήζπρν δσκάηην, φπνπ ζα θαηαθιηζεί) θαη γηα ηε κειέηε ρξεζηκνπνηείηαη ε θαηαγξαθή ηεο ηειεπηαίαο λχρηαο. ρεηηθά κε ηελ θιηληθή εθαξκνγή ησλ πνιπ-ππλνγξαθεκάησλ, ε θπξηφηεξε αθνξά ηε δηάγλσζε θαη παξαθνινχζεζε ηεο άπλνηαο ηνπ χπλνπ, κηαο παζνινγηθήο θαηάζηαζεο ζηελ νπνία ν αζζελήο, πνιιέο θνξέο ζηε δηάξθεηα ηνπ χπλνπ, ιφγσ κεξηθήο ή νιηθήο απφθξαμεο 117

ησλ αεξνθφξσλ νδψλ, εκθαλίδεη κεησκέλε νμπγφλσζε ζην αίκα ηνπ κε πνιιαπιέο αξλεηηθέο ζπλέπεηεο. Οξγαλσκέλα εξγαζηήξηα κειέηεο ηνπ χπλνπ ππάξρνπλ ζήκεξα θαηά θχξην ιφγν ζε πλεπκνλνινγηθέο θαη λεπξνινγηθέο-ςπρηαηξηθέο θιηληθέο. Πέξαλ απφ ηε κειέηε ηεο άπλνηαο ηνπ χπλνπ, ην ππλνγξάθεκα ρξεζηκεχεη ζηε κειέηε φισλ ησλ παζήζεσλ ηνπ χπλνπ αιιά θαη άιισλ λεπξνινγηθψλ θαη ςπρηαηξηθψλ παζήζεσλ, φπσο π.ρ. ηεο επηιεςίαο θαη ηεο ζρηδνθξέλεηαο (σήμα 5.20). σήμα 5.20 ΖΔΓ ύπλνπ αζζελώλ: (α) ΖΔΓ ύπλνπ αζζελνύο πνπ έπαζρε από επηιεςία. Τπάξρεη γεληθεπκέλε εκθάληζε ζπκπιόθσλ αηρκήοθύκαηνο (spike-and-wave complex) ζπρλόηεηαο 3 Hz. Οη θάζεηεο γξακκέο αληηζηνηρνύλ ζε δηάξθεηα 1 s. (moep. [https://commons.wikimedia.org/wiki/file:35s_swk_rem.png]. Σν παξόλ έξγν απνηειεί θνηλό θηήκα/public domain). (β) ΖΔΓ αζζελνύο πνπ έπαζρε από ζρηδνθξέλεηα. Ζ θαηαγξαθή έγηλε ζην ζηάδην 2 ηνπ ύπλνπ θαη δηαθξίλνληαη δύν ηνπιάρηζηνλ άηξαθηνη. Δπαλεξρφκελνη ζην πην ραξαθηεξηζηηθφ, φπσο πξναλαθέξζεθε, θπκαηίδην ζηε δηάξθεηα ηνπ χπλνπ, ηελ άηξαθην, αμίδεη λα ζεκεησζεί φηη έρεη ζρεηηζηεί κε πιήζνο απφ ιεηηνπξγίεο [3]. Ζ βαζηθή ρξεζηκφηεηά ηεο εηθάδεηαη φηη ζρεηίδεηαη κε ηελ παξεκπφδηζε ηεο απνζηνιήο ζεκάησλ απφ ηνλ ζάιακν πξνο ηνλ θινηφ ηνπ εγθεθάινπ. Έηζη, ηα εμσηεξηθά εξεζίζκαηα πνπ θηάλνπλ έσο ηνλ ζάιακν δελ νδεγνχλ ζε δηέγεξζε ηνπ θινηνχ αλάινγε κε απηή πνπ ζπκβαίλεη φηαλ είκαζηε ζε εγξήγνξζε. Ζ κειέηε ησλ αηξάθησλ ηνπ χπλνπ ζε θιηληθφ επίπεδν ζηεξίδεηαη θπξίσο ζηε κέηξεζε ησλ εκθαλίζεψλ ηνπο θαη ηε ρξνληθή «ππθλφηεηά» ηνπο, δει. πφζεο άηξαθηνη εκθαλίδνληαη ζηε κνλάδα ηνπ ρξφλνπ. Πνιιέο θνξέο νη άηξαθηνη δελ είλαη εχθνια αληηιεπηέο, δηφηη έρνπλ κηθξφ πιάηνο ζε ζρέζε κε ηαπηνρξφλσο εκθαληδφκελα θχκαηα δ ξπζκνχ. Ζ δε κέηξεζή ηνπο κε απιή νπηηθή παξαηήξεζε ηνπ ΖΔΓ χπλνπ είλαη άθξσο θνπξαζηηθή, αθνχ πξέπεη ν εηδηθφο λα δεη κε πξνζνρή δηαδνρηθέο επνρέο δηάξθεηαο 30 s ζε έλα ΖΔΓ χπλνπ πνπ δηαξθεί αξθεηέο ψξεο. Ζ ππθλφηεηα αηξάθησλ ηνπ 118

χπλνπ έρεη ζπλδεζεί κε ςπρηαηξηθέο ή λεπξνινγηθέο λφζνπο θαη ζχλδξνκα, φπσο αυπλία, θαηάζιηςε, πξνβιεκαηηθή αλάπηπμε θ.ά. Γηα ηε δηεπθφιπλζε ηεο θαηακέηξεζεο ησλ αηξάθησλ, δεδνκέλνπ ηνπ ελδηαθέξνληνο πνπ ππάξρεη ηφζν γηα θιηληθέο κειέηεο, φζν θαη γηα κειέηεο ησλ κεραληζκψλ ηεο θπζηνινγίαο ηνπ εγθεθάινπ ζηνλ χπλν, γίλεηαη έληνλε εξεπλεηηθή πξνζπάζεηα λα απηνκαηνπνηεζεί ε αλίρλεπζε ησλ αηξάθησλ κε δηάθνξεο κεζφδνπο [4]. Πνιιέο θνξέο σο ζηάδην πξν-επεμεξγαζίαο, απαηηείηαη ην θηιηξάξηζκα ηνπ ΖΔΓ ζηηο δψλεο ζπρλνηήησλ φπνπ εκθαλίδνληαη νη άηξαθηνη (σήμα 5.21). σήμα 5.21 Καηαγξαθή ΖΔΓ ζην ειεθηξόδην C3, ζηε δηάξθεηα ζηαδίνπ 2 ύπλνπ λεαξνύ ελήιηθα. ηελ απάλσ θαηαγξαθή δίλεηαη ην ΖΔΓ όπσο θαηαγξάθζεθε από ηνλ ειεθηξνεγθεθαινγξάθν. ηε κεζαία θαηαγξαθή δίλεηαη ην ΖΔΓ, αθνύ έρεη ππνζηεί ςεθηαθό δσλνπεξαηό θηιηξάξηζκα κε ζπρλόηεηεο απνθνπήο (ζηα 3 db) 6 θαη 21 Hz. ηελ θάησ θαηαγξαθή δίλεηαη ην ΖΔΓ, αθνύ έρεη ππνζηεί ςεθηαθό δσλνπεξαηό θηιηξάξηζκα κε ζπρλόηεηεο απνθνπήο 10,5 θαη 16 Hz. Με πξάζηλεο γξακκέο δείρλνληαη ηα ρξνληθά δηαζηήκαηα πνπ εκθαλίζηεθαλ άηξαθηνη ζην ΖΔΓ. Έλα αθφκε ραξαθηεξηζηηθφ ηνπ χπλνπ είλαη φηη νη δχν θάζεηο ηνπ χπλνπ, δει. ν χπλνο εθηφο θάζεο ηαρέσλ νθζαικηθψλ θηλήζεσλ, κε ηα ηέζζεξα ζηάδηά ηνπ θαη ν χπλνο θάζεο ηαρέσλ νθζαικηθψλ θηλήζεσλ εκθαλίδνληαη δηαδνρηθά θαη επαλαιακβάλνληαη ζε «θχθινπο». Ζ θαηαγξαθή ζε δηάγξακκα ησλ ζηαδίσλ απφ ηα νπνία δηέξρεηαη έλα άηνκν ζηε δηάξθεηα ηνπ χπλνπ ηνπ νλνκάδεηαη ππλφγξακκα (σήμαηα 5.22 θαη 5.23). Πξνυπνζέηεη ηε «ζηαδηνπνίεζε» ηνπ χπλνπ κε βάζε ην ππλνγξάθεκα. Ζ ζηαδηνπνίεζε ζεκαίλεη ηελ θαηάηαμε ησλ δηαδνρηθψλ επνρψλ 30 s φινπ ηνπ χπλνπ ζε θάζεηο/ζηάδηα. ήκεξα ππάξρνπλ πξνγξάκκαηα ινγηζκηθνχ πνπ εθηεινχλ απηήλ ηε δηαδηθαζία απηφκαηα, αιιά κε αθξίβεηα πνπ πνιιέο θνξέο δελ είλαη ε επηζπκεηή, ηδίσο φηαλ ππάξρνπλ παξάζηηα ή παζνινγηθά επξήκαηα ζηηο θαηαγξαθέο. Κιηληθφ ελδηαθέξνλ παξνπζηάδεη, πέξαλ απφ ην πνζνζηφ ρξφλνπ πνπ θάζε θάζε/ζηάδην θαηαιακβάλεη ζηνλ ζπλνιηθφ χπλν ηνπ εμεηαδνκέλνπ, θαη ν ρξφλνο πνπ κεζνιάβεζε απφ ηελ θαηάθιηζε έσο ηελ εκθάληζε ηνπ πξψηνπ ζηαδίνπ 1, ν επνλνκαδφκελνο ιαλζάλσλ ρξφλνο χπλνπ (sleep latency SL) θαη ν ρξφλνο απφ ηελ έλαξμε ηνπ θάζε ζηαδίνπ 1 έσο ηελ έλαξμε ηνπ χπλνπ θάζεο ηαρέσλ νθζαικηθψλ θηλήζεσλ ηνπ ίδηνπ θχθινπ ηνπ 119

χπλνπ, πνπ νλνκάδεηαη «ιαλζάλσλ ρξφλνο χπλνπ θάζεο ηαρέσλ νθζαικηθψλ θηλήζεσλ» (REM sleep phase latency RL). σήμα 5.22 Τπνζεηηθό ππλόγξακκα (θαηαγξαθή ηνπ ζηαδίνπ ηνπ ύπλνπ ζην νπνίν βξηζθόηαλ ν εμεηαδόκελνο ζηνλ νπνίν έγηλε πνιπ-ππλνγξάθεκα). (Tash510. [https://commons.wikimedia.org/wiki/file:hypnogram_created_by_natasha_k.jpg?uselang=el]. Σν παξόλ έξγν αδεηνδνηείηαη ππό ηνπο όξνπο ηεο άδεηαο Creative Commons Αλαθνξά πξνέιεπζεο- Παξόκνηα δηαλνκή 3.0, CC-BY-SA 3.0). σήμα 5.23 Τπλόγξακκα ζην νπνίν έρεη ζεκεησζεί ν ρξόλνο από ηελ θαηάθιηζε θαη ηελ ηνπνζέηεζε ησλ απαγσγώλ δηαηάμεσλ έσο ηελ έλαξμε ηνπ ζηαδίνπ 1 (SL) θαζώο θαη ν ρξόλνο από ηελ έλαξμε ηνπ 120

ζηαδίνπ 1 έσο ηελ έλαξμε ηνπ ύπλνπ θάζεο ηαρέσλ νθζαικηθώλ θηλήζεσλ (RL). (Schlafgut. [https://commons.wikimedia.org/wiki/file:hypro_sorem_1_en_103.svg?uselang=el]. Σν παξόλ έξγν αδεηνδνηείηαη ππό ηνπο όξνπο ηεο άδεηαο Creative Commons Αλαθνξά πξνέιεπζεο-παξόκνηα δηαλνκή 3.0, CC-BY-SA 3.0). 5.3 ΠΡΟΚΛΖΣΑ ΓΤΝΑΜΗΚΑ Οη θαηαγξαθέο ηνπ ΖΔΓ πνπ εμεηάζακε έσο ηψξα, αθνξνχζαλ θαηαγξαθέο ζηηο νπνίεο ν εμεηαδφκελνο είηε είλαη ζε εγξήγνξζε είηε θνηκάηαη θαη, φηαλ είλαη ζε εγξήγνξζε, δελ ηνπ δεηείηαη λα παξαηεξήζεη θάηη ή λα εθηειέζεη θάπνηα πξάμε είηε λα ζθεθζεί θάηη ζπγθεθξηκέλν. ηε κειέηε, φκσο, ηεο ιεηηνπξγίαο ηνπ εγθεθάινπ έρεη εμαηξεηηθφ ελδηαθέξνλ λα δηεξεπλεζνχλ νη εγθεθαιηθνί κεραληζκνί πνπ ελεξγνπνηνχληαη φηαλ επεμεξγαδφκαζηε εμσηεξηθά εξεζίζκαηα θαη γεληθφηεξα φηαλ καο δεηείηαη, θαηφπηλ εμσηεξηθψλ εξεζηζκάησλ, λα πξνβνχκε ζε δξαζηεξηφηεηεο. Γηα ηελ νξζή θαη ζπληεηαγκέλε κειέηε ησλ δηεξγαζηψλ πνπ ιακβάλνπλ ρψξα, ζρεδηάδνληαη ζπγθεθξηκέλα πξσηφθνιια ρνξήγεζεο εξεζηζκψλ θαη απαηηνχκελσλ επαγφκελσλ δξάζεσλ απφ ηνπο εμεηαδνκέλνπο, ηα νπνία νλνκάδνληαη δνθηκαζίεο ή απινχζηεξα ηεζη. Οη δηαθνξέο δπλακηθνχ πνπ κεηξψληαη κέζσ δηαηάμεσλ ΖΔΓ, φηαλ ν εμεηαδφκελνο ππφθεηηαη ζε δνθηκαζίεο ρνξήγεζεο εξεζηζκψλ, νλνκάδνληαη Πξνθιεηά Γπλακηθά (ΠΓ) θαη απνηεινχλ έλα πνιχηηκν εξγαιείν γηα ηε γλσζηαθή λεπξνςπρνινγία. Αλάινγα κε ην είδνο ηνπ εμσηεξηθνχ εξεζίζκαηνο πνπ ρνξεγείηαη, δηαθξίλνπκε ηα ΠΓ ζε αθνπζηηθά ΠΓ, φηαλ ρνξεγνχκε ηφλνπο, ήρνπο, ιέμεηο, ζε νπηηθά ΠΓ, φηαλ ρνξεγνχκε π.ρ. αθίλεηεο εηθφλεο ή ελαιιαγέο εηθφλσλ ή βίληεν θαη ζε ζσκαηναηζζεηηθά ΠΓ, φηαλ εξεζίζνπκε θάπνην αηζζεηήξην λεχξν ρνξεγψληαο έλα κηθξνχ πιάηνπο θαη δηάξθεηαο ειεθηξηθφ ξεχκα ή εθαξκφζνπκε ηνπηθή ζέξκαλζε ή ςχμε ηνπ δέξκαηνο. Ο ρξφλνο πνπ κεζνιαβεί απφ ηελ έλαξμε ηεο ρνξήγεζεο ηνπ εξεζηζκνχ (ε δηάξθεηα ηνπ νπνίνπ δελ ππεξβαίλεη ζπλήζσο ηα ιίγεο εθαηνληάδεο ms θαη ζπρλά είλαη αθφκε κηθξφηεξε) έσο ηελ εκθάληζε ηνπ ΠΓ νλνκάδεηαη «ιαλζάλσλ ρξφλνο». Σα ΠΓ πνπ παξάγνληαη ιίγα ms κεηά ηε ρνξήγεζε ηνπ εξεζηζκνχ νλνκάδνληαη «πξψηκα» θαη, ζηελ πεξίπησζε ησλ αθνπζηηθψλ ΠΓ, έρνπλ ιαλζάλνληεο ρξφλνπο 2-12 ms (σήμα 5.24). Σα πξψηκα αθνπζηηθά ΠΓ παξάγνληαη απφ ηνπο λεπξσληθνχο ζρεκαηηζκνχο πνπ είλαη πιεζίνλ ηνπ θνριία ηνπ απηηνχ θαη έρνπλ ηδηαίηεξα κηθξφ πιάηνο, θπξίσο ιφγσ ηνπ φηη νη νκάδεο λεπξψλσλ πνπ ελεξγνπνηνχληαη είλαη κηθξέο θαη ζπλαθφινπζα ηα ειεθηξηθά δίπνια είλαη θαη απηά κηθξνχ πιάηνπο. Κάζε θπκαηίδην (Η-V ζην σήμα 5.24) αληηζηνηρεί ζε ζπγθεθξηκέλε νκάδα λεπξψλσλ θαη δίλεηαη έηζη ε δπλαηφηεηα λα αληρλεπζεί ε θαιή ή κε ιεηηνπξγία ησλ λεπξσληθψλ απηψλ ζρεκαηηζκψλ κε κε επεκβαηηθφ ηξφπν. Σα κέζα ΠΓ έρνπλ ιαλζάλνληα ρξφλν 12 σο 50 ms γηα ηα αθνπζηηθά ΠΓ θαη ηα χζηεξα απφ 50 σο πέξαλ ησλ 1000 ms. Γηα θάζε είδνπο ΠΓ (αθνπζηηθφ, νπηηθφ, ζσκαηναηζζεηηθφ) ηα πξψηκα ΠΓ ζρεηίδνληαη κε ηε δηαβίβαζε ησλ δπλακηθψλ δξάζεο θαηά κήθνο ησλ αηζζεηήξησλ νδψλ (θαη απηή είλαη κηα πεξίπησζε, φπνπ πξαγκαηηθά κπνξνχκε λα κεηξήζνπκε αζξνηδφκελα δπλακηθά δξάζεο, κηα πνπ νη ίλεο έρνπλ νκνηφκνξθε θαηεχζπλζε), ελψ ηα χζηεξα παξάγνληαη πιένλ ζηνλ θινηφ ηνπ εγθεθάινπ φπνπ εθηειείηαη ε επεμεξγαζία ησλ εξεζηζκψλ θαη πξνεηνηκάδνληαη νη θαηάιιειεο αληηδξάζεηο ζηα εξεζίζκαηα (βι. σήμαηα 5.25-5.27). Έλα βαζηθφ ραξαθηεξηζηηθφ ησλ ΠΓ είλαη φηη, φζν κεγαιχηεξν ιαλζάλνληα ρξφλν έρνπλ, ηφζν ηζρπξφηεξα είλαη. Δλψ ηα πξψηκα έρνπλ πιάηνο απφ θνξπθή ζε θνξπθή ιίγσλ δεθάδσλ ή εθαηνληάδσλ nv, ηα χζηεξα κπνξεί λα έρνπλ πιάηνο απφ θνξπθή ζε θνξπθή έσο θαη ιίγεο δεθάδεο κv. Δπίζεο, ε πεξίνδνο ησλ θπκάησλ απμάλεηαη, πξάγκα πνπ έρεη απνηέιεζκα λα κεηψλεηαη ε θχξηα αξκνληθή ηνπ ζήκαηνο. Αλ ηε κειέηε καο απαζρνινχλ απνθιεηζηηθά δεηήκαηα ζρεηηδφκελα κε χζηεξα ΠΓ, ε ηνπνζέηεζε (ζπλήζσο εθηφο γξακκήο, δει. κεηά ηελ θαηαγξαθή ηνπ ζήκαηνο) ελφο θαησδηαβαηνχ θίιηξνπ κε ζπρλφηεηα απνθνπήο 30 Hz είλαη ρξήζηκε γηα ηελ ηαπηφρξνλε απφζβεζε ηνπ παξαζίηνπ ηεο γξακκήο ηξνθνδνζίαο, αιιά θαη κεγάινπ κέξνπο ησλ παξαζίησλ ηνπ ΖΜΓ. ην θάησ άθξν, φκσο, ησλ ζπρλνηήησλ παξάζηηα νθεηιφκελα ζε νθζαικηθέο θηλήζεηο θαη αλνηγνθιείζηκν ησλ καηηψλ δελ απνθεχγνληαη εχθνια, παξά κφλν κε πξνρσξεκέλεο κεζφδνπο ςεθηαθήο επεμεξγαζίαο θαη απνηεινχλ ηδηαίηεξν πξφβιεκα ζηηο θαηαγξαθέο ησλ εκπξφζζησλ ειεθηξνδίσλ. 121

σήμα 5.24 Πξώηκα Αθνπζηηθά ΠΓ. Με I έσο V ζεκεηώλνληαη νη θνξπθέο ηεο θακπύιεο ησλ ΠΓ. σήμα 5.25 ρεκαηηθή αλαπαξάζηαζε ύζηεξσλ ΠΓ. εκεηώλνληαη ηα ζπζηαηηθά P1, N1, P2, N2, P3. Παξαηεξήζηε όηη ν άμνλαο ηηκώλ Τ έρεη «αληεζηξακκέλεο» ηηκέο, δει. αξλεηηθέο θνξπθώζεηο ζρεδηάδνληαη «πξνο ηα πάλσ». (Mononomic. [https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/ac/componentsoferp.svg/2000px- 122

ComponentsofERP.svg.png]. Σν παξόλ έξγν αδεηνδνηείηαη ππό ηνπο όξνπο ηεο άδεηαο Creative Commons Αλαθνξά πξνέιεπζεο-παξόκνηα δηαλνκή 3.0, CC-BY-SA 3.0). Πξέπεη λα ζεκεησζεί φηη ηα ΠΓ πνπ δείρλνπκε ζηα σήμαηα 5.25-5.27 δελ έρνπλ πξνθχςεη απφ κία κφλν θαηαγξαθή ΖΔΓ, αιιά έρνπλ εμαρζεί σο κέζνο φξνο πνιιψλ επαλαιακβαλφκελσλ θαηαγξαθψλ. Ο ιφγνο γηα ηνλ νπνίν, ζηε ζπληξηπηηθή πιεηνλφηεηα ησλ θιηληθψλ κεηξήζεσλ, είκαζηε αλαγθαζκέλνη λα πξνβαίλνπκε ζε απηή ηε δηαδηθαζία, έρεη λα θάλεη κε ηε θχζε ηνπ ΠΓ πξνο θαηαγξαθή. Σν ΠΓ νθείιεηαη ζηα κεηαζπλαπηηθά δπλακηθά πνπ ζα αζξνηζηνχλ απφ κηα νκάδα λεπξψλσλ, έζησ Α, πνπ δέρεηαη δηέγεξζε θαηά ηε δηάξθεηα ηεο επεμεξγαζίαο ηνπ εμσηεξηθνχ εξεζηζκνχ. Σαπηφρξνλα κε ηε λεπξσληθή απηή νκάδα, φκσο, ιεηηνπξγνχλ θαη παξάγνπλ κεηξήζηκν ζήκα ζηνλ ΖΔΓ πιήζνο άιισλ λεπξσληθψλ νκάδσλ πνπ εθηεινχλ δηεξγαζίεο πνπ δελ ζρεηίδνληαη κε ηε δξαζηεξηφηεηα ηεο Α. Δίλαη, κάιηζηα, πηζαλφηεξν ηα ζήκαηα απηά λα είλαη πνιχ ηζρπξφηεξα ηνπ ζήκαηνο πνπ παξάγεηαη απφ ηελ νκάδα Α, γηα ηνλ απιφ ιφγν φηη νη νκάδεο πέξαλ ηεο Α είλαη πεξηζζφηεξεο θαη, σο εθ ηνχηνπ, ηα ηνληηθά ξεχκαηα πνπ επάγνληαη, θηάλνπλ ηζρπξφηεξα ζηε δεξκαηηθή επηθάλεηα ηνπ θεθαιηνχ. Έηζη, έρνπκε λα αληηκεησπίζνπκε ην θαηλφκελν θαηά ην νπνίν ην επηζπκεηφ ζήκα, ην ΠΓ, απνηειεί κηθξφ κφλν κέξνο ηνπ ζπλνιηθψο θαηαγξαθφκελνπ ΖΔΓ. Φηιηξάξηζκα δελ κπνξεί λα βνεζήζεη, δηφηη δελ ππάξρνπλ εηδηθά ραξαθηεξηζηηθά ζηε ιεηηνπξγία ησλ λεπξψλσλ ηεο νκάδαο Α ζε ζρέζε κε ηηο άιιεο νκάδεο πνπ λα νδεγνχλ ζε εκθαλψο δηαθνξεηηθφ ζπρλνηηθφ πεξηερφκελν κεηαμχ επηζπκεηνχ θαη αλεπηζχκεηνπ ζήκαηνο. Σν ζήκα πνπ παξάγεηαη απφ ηηο νκάδεο -εθηφο ηεο Α- κπνξεί λα εθιεθζεί γηα ηελ πεξίπησζε ηεο κέηξεζεο ΠΓ σο ζφξπβνο. Απηφ πνπ κπνξεί λα βνεζήζεη ζηελ «εμαγσγή» ηνπ επηζπκεηνχ ζήκαηνο απφ ηνλ ζφξπβν είλαη ην γεγνλφο φηη κφλν ε νκάδα Α εκθαλίδεη ζήκα (ην ΠΓ) ζε ρξφλν ζαθψο ζπζρεηηζκέλν κε ηνλ ρξφλν ρνξήγεζεο ηνπ εξεζηζκνχ, ελψ νη ππφινηπεο λεπξσληθέο νκάδεο εθηεινχλ άιιεο δηεξγαζίεο, πνπ εθ παξαδνρήο δελ ζρεηίδνληαη (είλαη αζπζρέηηζηεο) κε ην εθιπηηθφ γεγνλφο, δει. ην εξέζηζκα. Υξεζηκνπνηψληαο απηφ ην γεγνλφο γηα ηελ εθαξκνγή ηεο ηερληθήο εμαγσγήο ηνπ κέζνπ φξνπ, επαλαιακβάλνπκε ηε δνθηκαζία παξαγσγήο ηνπ ΠΓ φζεο πεξηζζφηεξεο θνξέο είλαη δπλαηφλ. Έζησ ε ζπλνιηθή κεηξεζείζα θπκαηνκνξθή δπλακηθνχ compo j θαηά ηε δηάξθεηα ηεο j επαλάιεςεο ηεο δνθηκαζίαο. Σν ζήκα απηφ έρεη ζπλνιηθφ αξηζκφ δεηγκάησλ Ν samplestotal ίζν κε ηνλ ξπζκφ δεηγκαηνιεςίαο επί ηε ζπλνιηθή ρξνληθή δηάξθεηα ηεο θαηαγξαθήο. Γξάθνληαο «ζπλνιηθή» θπκαηνκνξθή, ελλννχκε ην ζχλνιν ησλ δεηγκάησλ Ν samplestotal. Οη παξαθάησ εμηζψζεηο ηζρχνπλ γηα θάζε δείγκα ηεο ζπλνιηθήο θπκαηνκνξθήο. Ζ ζπλνιηθή κεηξεζείζα θπκαηνκνξθή δπλακηθνχ compo j ζεσξνχκε φηη απαξηίδεηαη απφ δχν μερσξηζηά ζήκαηα, ην ΠΓ ep j πνπ επηζπκνχκε λα αληρλεχζνπκε θαη ην αλεπηζχκεην ζήκα ζνξχβνπ noise j. Σν ζήκα noise j εκπεξηέρεη, φρη κφλν ην ζήκα πνπ παξάγνπλ νη νκάδεο εθηφο ηεο Α, αιιά θαη θάζε άιιν ζήκα κε ειεθηξνεγθεθαινγξαθηθήο πξνέιεπζεο, πνπ, βεβαίσο, είλαη θαη απηφ αλεπηζχκεην. Μπνξνχκε λα γξάςνπκε: compo j (t) = ep j (t) + noise j (t), j=1,...,n (5.1) φπνπ N ν αξηζκφο ησλ επαλαιήςεσλ ηεο δνθηκαζίαο. Ο κέζνο φξνο ησλ θαηαγξαθψλ πνπ έρνπλ απνζεθεπηεί κεηά ηελ νινθιήξσζε ησλ Ν επαλαιήςεσλ δίλεηαη απφ ηνλ ηχπν: (5.2) ην ζεκείν απηφ ζα ππνζέζνπκε φηη θάζε θνξά ν εγθέθαινο αληαπνθξίλεηαη ζην εξέζηζκα κε ηνλ ίδην αθξηβψο ηξφπν, δει. ε νκάδα λεπξψλσλ Α παξάγεη αθξηβψο ηα ίδηα ΠΓ, δει.: ep j = ep k = ep γηα θάζε επαλάιεςε j θαη k. (5.3) Δλψ, ινηπφλ, ην ΠΓ είλαη πιήξσο ζπζρεηηζκέλν κε ην εξέζηζκα, ην ζήκα noise j (t) είλαη, φπσο αλαθέξακε θαη παξαπάλσ, αζπζρέηηζην κε ην εξέζηζκα. Αλ είρακε άπεηξν αξηζκφ 123

επαλαιήςεσλ, ζεσξεηηθά ην άζξνηζκα ησλ ηπραίσλ ζεκάησλ noise j (t) ζα έηεηλε ζην κεδέλ. Καηά πξνζέγγηζε ινηπφλ, κηα πνπ δελ έρνπκε άπεηξν αξηζκφ επαλαιήςεσλ, πξνθχπηεη φηη ην ΠΓ ep ζα είλαη ην απνηέιεζκα ηεο εμαγσγήο ηνπ κέζνπ φξνπ: (5.4) Δδψ πξέπεη λα ζεκεηψζνπκε φηη ε ηερληθή εμαγσγήο ηνπ κέζνπ φξνπ βξίζθεη γεληθφηεξε εθαξκνγή ζε δηάθνξεο κεηξήζεηο βηνζεκάησλ, ειεθηξηθψλ θαη κε. Απηφ ζπκβαίλεη φηαλ, φπσο ζηελ πεξίπησζε ηνπ ΠΓ, θαηαγξάθνπκε έλα βηνζήκα πνπ επηζπκνχκε λα αληρλεχζνπκε, αιιά ηαπηνρξφλσο ε κεηξεηηθή καο δηάηαμε θαηαγξάθεη ίδηαο κνξθήο ζήκαηα πνπ πξνθαινχληαη απφ παξφκνηα θαηλφκελα ζηνλ νξγαληζκφ. Γελ είλαη δπλαηή ε εμαγσγή ηνπ επηζπκεηνχ βηνζήκαηνο κε άιιεο ηερληθέο, π.ρ. κε ηερληθέο θηιηξαξίζκαηνο ζηνλ ρψξν ηεο ζπρλφηεηαο, δηφηη αθξηβψο ηα ηαπηφρξνλα θαηλφκελα ζηνλ νξγαληζκφ, ηα νπνία, φκσο, γηα θάπνην ιφγν δελ καο ελδηαθέξνπλ, δεκηνπξγνχλ παξφκνηα ζήκαηα κε ηα επηζπκεηά. Αλ κπνξνχκε λα ζπζρεηίζνπκε κφλν ην επηζπκεηφ ζήκα κε έλα γεγνλφο (ρξνληθά θαζνξηζκέλν), ελψ ηα άιια ζήκαηα δελ είλαη ζπζρεηηζκέλα, ηφηε κε ηελ ηερληθή ηνπ κέζνπ φξνπ κπνξνχκε λα εμάγνπκε ην επηζπκεηφ ζήκα. Ζ ηερληθή, φκσο, ηνπ κέζνπ φξνπ έρεη πξνβιήκαηα. Σα πξνβιήκαηα ζρεηίδνληαη θαηαξράο κε ην φηη πνιιαπιέο επαλαιήςεηο ηεο δνθηκαζίαο, ελψ καζεκαηηθψο ζα καο πιεζίαδαλ ζηελ ηδαληθή ζπλζήθε άπεηξσλ επαλαιήςεσλ, δελ είλαη πξαθηηθψο εθηθηέο, δηφηη επέξρεηαη θφπσζε ηνπ εμεηαδνκέλνπ. Μάιηζηα, φζν πνιππινθφηεξε είλαη ε δνθηκαζία, κε ηελ έλλνηα φηη ρνξεγνχληαη πνηθηιία εξεζηζκψλ θαη απαηηνχληαη ζεηξέο απνθξίζεσλ απφ ηνλ εμεηαδφκελν, ν αξηζκφο πεξηνξίδεηαη ζεκαληηθά, θαη θάπνηεο θνξέο δελ κπνξεί λα μεπεξάζεη ηηο 15 κε 20. Αθφκε, πξφβιεκα απνηειεί φηη, ζηελ πξαγκαηηθφηεηα, ε παξαδνρή πσο ν εγθέθαινο απνθξίλεηαη ζε θάζε επαλάιεςε κε αθξηβψο ηνλ ίδην ηξφπν ζην εξέζηζκα (Δξίζυζη 5.3) δελ ηζρχεη πιήξσο. Αλακέλεηαη λα ππάξρεη κεηαβιεηφηεηα θαη σο πξνο ην πιάηνο ηεο απφθξηζεο θαη σο πξνο ηνλ ρξφλν εκθάληζεο ηνπ ΠΓ. Σν κεγαιχηεξν πξφβιεκα ην δεκηνπξγνχλ ρξνληθέο απνθιίζεηο ζηνλ ιαλζάλνληα ρξφλν, δηφηη ηφηε ην εμαγφκελν ΠΓ κπνξεί λα δηαθέξεη ζεκαληηθά σο πξνο ην πιάηνο θαη ηε κνξθνινγία ηνπ απφ ην ΠΓ πνπ εκθαλίδεηαη ζε θάζε κεκνλσκέλε θαηαγξαθή ΖΔΓ. Σέινο, πξέπεη λα πξνζερηεί ηδηαίηεξα ε επαλάιεςε ησλ δνθηκαζηψλ λα γίλεηαη κε ρξνληθά δηαζηήκαηα πνπ δελ ππφθεηληαη ζε πεξηνδηθφηεηα (απεξηνδηθή επαλάιεςε ησλ δνθηκαζηψλ). Απηφ έρεη ζεκαζία, δηφηη, αλ νη επαλαιήςεηο έρνπλ κηα ζηαζεξή πεξίνδν, δει ην εξέζηζκα ρνξεγείηαη ζε ηαθηά θαη ζηαζεξά επαλαιακβαλφκελα ρξνληθά δηαζηήκαηα, θαη ηαπηφρξνλα ππάξρεη κηα δεχηεξε ππνθείκελε εγθεθαιηθή δηεξγαζία πνπ δελ ζρεηίδεηαη κε ην εξέζηζκα, εκθαλίδεηαη κε πεξηνδηθφ ηξφπν θαη ζε θάζε κε ηελ πξνο κέηξεζε δηέγεξζε λεπξψλσλ πνπ αληηζηνηρεί ζηα ΠΓ, ηφηε, καδί κε ην ΠΓ, εμάγνληαο ηνλ κέζν φξν, ζα εμαρζεί θαη ην αλεπηζχκεην ζήκα απηήο ηεο δεχηεξεο δηαδηθαζίαο. ην ΠΓ, φπσο απηφ εκθαλίδεηαη κεηά ηελ εμαγσγή ηνπ κέζνπ φξνπ, ηδίσο γηα κέζα θαη χζηεξα ΠΓ, εκθαλίδνληαη, αλάινγα κε ηελ εθάζηνηε δνθηκαζία, ραξαθηεξηζηηθέο θπκαηνκνξθέο (ή νξζφηεξα «εκηθχκαηα») πνπ νλνκάδνληαη ζπζηαηηθά ηνπ ΠΓ. Σα ζπζηαηηθά ηαπηνπνηνχληαη αλάινγα κε ηνλ ρξφλν έλαξμεο θαη ιήμεο ηνπο θαη θπξίσο κε ηνλ ρξφλν θνξχθσζήο ηνπο. Έηζη, γηα αθνπζηηθά ΠΓ έρνπκε ηα ζπζηαηηθά Ρ1 (ή Ρ100), Ν1 (ή Ν100), Ρ2 (ή Ρ200), Ν2 (ή Ν200), Ρ3 (ή Ρ300) (σήμα 5.25), Ν4 (ή Ν400) θαη Ρ6 (ή Ρ600). Ρ ζεκαίλεη φηη ε θνξπθή ηνπ ζπζηαηηθνχ έρεη ζεηηθφ πξφζεκν, ελψ Ν φηη έρεη αξλεηηθφ. 1 ή 100 ζεκαίλεη φηη ε θνξχθσζε εκθαλίδεηαη ζε έλα παξάζπξν ρξφλνπ πνπ (πνιχ πξνζεγγηζηηθά) έρεη θέληξν ηνπ ηα 100 ms κεηά ηελ έλαξμε ρνξήγεζεο ηνπ εξεζηζκνχ θ.ν.θ. Ζ «αλαθάιπςε» ησλ δηάθνξσλ ζπζηαηηθψλ έγηλε (θαη εμαθνινπζεί λα ιακβάλεη ρψξα) ζηαδηαθά, αλάινγα κε ηηο δνθηκαζίεο πνπ ζρεδηάζηεθαλ θαη εθαξκφζηεθαλ ζε εμεηαδνκέλνπο. Πάληα νη δνθηκαζίεο εθαξκφδνληαη πξψηα ζε πγηείο θαη ζε θαηά ην δπλαηφλ κεγάιν δείγκα αλζξψπσλ θαη ησλ δχν θχισλ θαη δηάθνξσλ ειηθηψλ. Αλ ζηνλ κέζν φξν θάζε εμεηαδνκέλνπ εκθαλίδεηαη έλα ζπγθεθξηκέλν ζπζηαηηθφ, ην νπνίν ελδερνκέλσο λα κελ είρε έσο ηφηε θαηαγξαθεί ζε άιιεο δνθηκαζίεο, ηφηε γίλεηαη βάζηκε ε ππφζεζε φηη ην ζπζηαηηθφ 124

απηφ ηνπ ΠΓ ζρεηίδεηαη κε ηελ επεμεξγαζία απφ ηνλ εγθέθαιν ηνπ ρνξεγνχκελνπ εξεζηζκνχ. ηε ζπλέρεηα ηξνπνπνηνχληαη θάπνηεο παξάκεηξνη ηεο δηαδηθαζίαο ρνξήγεζεο εξεζηζκνχ (π.ρ. ζπρλφηεηα ζήκαηνο, έληαζε, θσηεηλφηεηα) ή/θαη ηξνπνπνηείηαη ην ζρέδην δξάζεο πνπ δεηείηαη απφ ηνπο εμεηαδνκέλνπο, ψζηε λα κειεηεζεί ηη είδνπο κεηαβνιέο επηθέξνπλ ζην ζπζηαηηθφ απηέο νη αιιαγέο, θπξίσο φζνλ αθνξά ηνλ ιαλζάλνληα ρξφλν θαη ην πιάηνο ηεο θνξχθσζεο. Όηαλ βξηζθφκαζηε ζηε θάζε ηεο αξρηθήο δηεξεχλεζεο ζπζηαηηθψλ, δει. ηεο «αλαθάιπςήο» ηνπο, εηζέξρνληαη αξθεηνί βαζκνί αβεβαηφηεηαο, αλ πξάγκαηη έρεη πξνζδηνξηζηεί έλα λέν ζπζηαηηθφ. Π.ρ. δχν κεξηθψο δηαθνξεηηθέο δνθηκαζίεο κπνξεί λα παξάγνπλ ζπζηαηηθφ φκνηαο κνξθνινγίαο, αιιά κε δηαθνξά ζηνλ ρξφλν θνξχθσζεο (αξθεηέο δεθάδεο ή θαη ιίγεο εθαηνληάδεο ms) ηέηνηα, φκσο, πνπ λα κελ «εηζεξρφκαζηε» ζην ρξνληθφ παξάζπξν άιινπ γλσζηνχ ζπζηαηηθνχ. Σφηε πξνθχπηεη αβεβαηφηεηα αλ πξφθεηηαη γηα έλα θαη ην απηφ ζπζηαηηθφ, δει. αλ γηα ηηο δχν δνθηκαζίεο ζηνλ εγθέθαιν ελεξγνπνηνχληαη νη ίδηνη λεπξσληθνί ζρεκαηηζκνί ή αλ είλαη δχν ηα ζπζηαηηθά. Κάπνηεο θνξέο νδεγνχκαζηε ζηε δηάθξηζε «ππνζπζηαηηθψλ», φπσο έρεη γίλεη γηα ην Ρ3α θαη ην Ρ3β. Ζ κειέηε ησλ ζπζηαηηθψλ έρεη δψζεη πνιχ ρξήζηκεο πιεξνθνξίεο ζηε δηαιεχθαλζε κεραληζκψλ πξνζνρήο, απνκλεκφλεπζεο, απφθξηζεο ζε εξεζίζκαηα θ.ά. Γηα ηε ζρέζε ησλ χζηεξσλ θπξίσο ζπζηαηηθψλ ησλ ΠΓ κε γλσζηαθέο λνεηηθέο δηεξγαζίεο, ελ ζπληνκία κπνξεί λα αλαθεξζεί φηη ην ζπζηαηηθφ Ν1, κε ιαλζάλνληα ρξφλν θνξχθσζεο ζηα 90 σο 150 ms, ζπλδέεηαη κε ηε ιεηηνπξγία ηεο πξνζνρήο θαη ηεο εγξήγνξζεο, ην ζπζηαηηθφ Ρ3, κε ιαλζάλνληα ρξφλν θνξχθσζεο ζηα 220 σο 500 ms, ζρεηίδεηαη κε ηελ πξφζθαηε κλήκε θαη ηελ εθνχζηα αληίδξαζε πξνζαλαηνιηζκνχ ηνπ εμεηαδνκέλνπ ζην εθιπηηθφ εξέζηζκα, ην ζπζηαηηθφ Ν4, κε ιαλζάλνληα ρξφλν θνξχθσζεο ζηα 400 ms πεξίπνπ, ζρεηίδεηαη κε κεραληζκνχο επεμεξγαζίαο ηεο γιψζζαο φζνλ αθνξά ην ελλνηνινγηθφ θαη ζπληαθηηθφ πεξηερφκελν πξνηάζεσλ πνπ αθνχεη έλαο εμεηαδφκελνο, θαη ην ζπζηαηηθφ Ρ6, κε ρξφλν εκθάληζεο ηεο θνξχθσζεο απφ 400 σο 800 ms, ζρεηίδεηαη κε ηε λεπξσληθή δξαζηεξηφηεηα επαγφκελσλ αληηδξάζεσλ, αθνχ ην εξέζηζκα έρεη γίλεη αληηιεπηφ, έρεη θαηεγνξηνπνηεζεί πξνεγνπκέλσο θαη έρεη απνθαζηζηεί πνηα είλαη ε βέιηηζηε αληίδξαζε ζηελ πεξίζηαζε ηεο δνθηκαζίαο. Δπίζεο, ελδηαθέξνλ παξνπζηάδεη θαη ε κειέηε ελφο ζπζηαηηθνχ ην νπνίν εκθαλίδεηαη 70 κε 150 ms αθφηνπ ν εμεηαδφκελνο δηαπξάμεη ιάζνο ζε κηα δεηνχκελε (βάζεη ηνπ εξεζίζκαηνο) αληίδξαζή ηνπ [5]. ηε ζπλέρεηα νη δνθηκαζίεο εθαξκφδνληαη ζε νκάδεο λεπξνινγηθψλ ή ςπρηαηξηθψλ αζζελψλ θαη παξαηεξείηαη ε κνξθή ησλ ζπζηαηηθψλ (σήμα 5.27). Δμεηάδεηαη αλ ππάξρεη δηαθνξνπνίεζε ζε ζρέζε κε ηα ζπζηαηηθά ησλ πγηψλ, φζνλ αθνξά ηελ θνξχθσζε ηνπ ζπζηαηηθνχ, ην πιάηνο ηνπ, ηνλ ρξφλν έλαξμεο θαη ιήμεο ηνπ, αιιά θαη ην εκβαδφλ ηεο θακπχιεο πνπ βξίζθεηαη κεηαμχ ηνπ ζπζηαηηθνχ θαη ηεο ηζνειεθηξηθήο γξακκήο. Απφ ηε κειέηε απηψλ ησλ δηαθνξνπνηήζεσλ κπνξεί λα βνεζεζεί ε δηάγλσζε ησλ αζζελεηψλ αιιά, αθφκε ζεκαληηθφηεξν, κπνξεί λα πξνηαζνχλ κεραληζκνί πνπ δελ ιεηηνπξγνχλ ζσζηά ζηελ πεξίπησζε ηεο αζζέλεηαο. ηε λεπξνινγία, επεηδή, φπσο πξναλαθέξζεθε, ηα πξψηκα ΠΓ ζρεηίδνληαη κε ηε ιεηηνπξγία ησλ λεπξσληθψλ νδψλ ησλ αηζζεηήξησλ λεπξψλσλ, κέζσ ησλ ΠΓ κπνξεί λα ειεγρζεί ε θαιή ιεηηνπξγία απηψλ ησλ νδψλ, ε νπνία βιάπηεηαη π.ρ. απφ απνκπειηλσηηθέο αζζέλεηεο ή θιεγκνλέο. ηελ ςπρηαηξηθή ε ζπλεηζθνξά ηεο κειέηεο ησλ ΠΓ αλακέλεηαη λα είλαη ζεκαληηθή, θαζφζνλ γεληθφηεξα ζηνλ θιάδν απηφ ηεο ηαηξηθήο ππάξρεη έιιεηςε πνζνηηθνπνηεκέλσλ δεηθηψλ πνπ λα έρνπλ ζπζρεηηζζεί κε βεβαηφηεηα κε παξακέηξνπο ησλ αζζελεηψλ θαη ην ΖΔΓ ΠΓ πξνζθέξεη έλα «παξάζπξν» ζε εμαηξεηηθά πνιχπινθεο θαη δχζθνια παξαηεξήζηκεο εγθεθαιηθέο δηαδηθαζίεο [6]. 125

σήμα 5.26 Αθνπζηηθά ύζηεξα ΠΓ πγηνύο ελήιηθα ζηηο απαγσγέο Fp2 θαη (C4-T6)/2. Ο άμνλαο Υ είλαη ζε ms κεηά ηε ρνξήγεζε ηνπ εθιπηηθνύ εξεζίζκαηνο θαη ν άμνλαο Τ ζε -V. 126

σήμα 5.27 Αθνπζηηθά ύζηεξα ΠΓ ζηηο απαγσγέο Fp2 θαη (C4-T6)/2, ελήιηθα αζζελή πνπ έπαζρε από ηδενςπραλαγθαζηηθή ζπλδξνκή. Ο άμνλαο Υ είλαη ζε ms κεηά ηε ρνξήγεζε ηνπ εθιπηηθνύ εξεζίζκαηνο θαη ν άμνλαο Τ ζε -V. Ο αζζελήο θαηαγξάθεθε κε ηελ ίδηα δηαδηθαζία πνπ έιαβε ρώξα γηα ηνλ πγηή κάξηπξα, ηνπ νπνίνπ νη θαηαγξαθέο ζηα αληίζηνηρα ειεθηξόδηα δείρλνληαη ζην ρήκα 5.26. 127

5.4 ΖΛΔΚΣΡΟΔΓΚΔΦΑΛΟΓΡΑΦΗΚΔ ΓΗΑΣΑΞΔΗ Μηα ζπζθεπή/δηάηαμε ΖEΓ παξνπζηάδεη νκνηφηεηεο, αιιά θαη ζεκαληηθέο δηαθνξέο ζε ζρέζε κε ηε δηάηαμε ελφο ΖΚΓ, ηελ νπνία κειεηήζακε ζην Κεθάιαην 4. Ζ βαζηθή δνκή θαη νη αξρέο ιεηηνπξγίαο ηεο εληζρπηηθήο βαζκίδαο, ηνπ θπθιψκαηνο δεηγκαηνιεςίαο θαη ηεο θάξηαο αλαινγηθνςεθηαθήο κεηαηξνπήο, θαζψο θαη ε απνζήθεπζε ησλ παξαγφκελσλ ςεθηαθψλ δεδνκέλσλ ζηελ θεληξηθή κνλάδα ηνπ Ζ/Τ (σήμα 5.28) είλαη ίδηεο πξαθηηθά ηφζν γηα δηαηάμεηο ΖΚΓ, φζν θαη γηα δηαηάμεηο ΖΔΓ, αιιά θαη ηηο δηαηάμεηο απαγσγήο γεληθά βηνειεθηξηθψλ ζεκάησλ γεληθά. Π.ρ. ζηελ εληζρπηηθή βαζκίδα ζα ππάξρνπλ ηα θπθιψκαηα εληζρπηή νξγαλνινγίαο πνπ παξνπζηάζηεθαλ ζην Κεθάιαην 3. Απηφ πνπ δηαθέξεη θπξίσο είλαη νη απαηηήζεηο πνπ ππάξρνπλ απφ ηελ εληζρπηηθή βαζκίδα θαη ν αξηζκφο απαγσγψλ πνπ ζέινπκε λα θαηαγξάςνπκε ηαπηφρξνλα [7, 8]. ηελ πεξίπησζε ηνπ ΖΔΓ, ηα ζήκαηα πνπ παξάγνληαη απφ ηελ ειεθηξηθή δξαζηεξηφηεηα ηνπ εγθεθάινπ είλαη αζζελή, γηα ιφγνπο πνπ εμεγήζεθαλ παξαπάλσ (πνιιέο «κηθξέο» νκάδεο λεπξψλσλ κε ρσξηθά δηεζπαξκέλε κεηαμχ ηνπο ελεξγνπνίεζε, άζξνηζε ησλ κεηαζπλαπηηθψλ δπλακηθψλ πνπ είλαη αζζελέζηεξα ησλ δπλακηθψλ δξάζεο). Δπίζεο, ην θξαλίν ιεηηνπξγεί σο δηάηαμε εμαζζέληζεο ιφγσ ηεο κηθξήο ηνπ αγσγηκφηεηαο. Απηφ έρεη απνηέιεζκα ην ζήκα πνπ θαιείηαη ν ΖΔΓ λα θαηαγξάςεη, φπσο εκθαλίδεηαη ζηα δεξκαηηθά ειεθηξφδηα, λα είλαη ηεο ηάμεο ησλ δεθάδσλ nv έσο ιίγσλ εθαηνληάδσλ κv. Σν κηθξφ (ζρεηηθά κε ηα ζήκαηα πνπ θαηαγξάθνπκε π.ρ. ζηνλ ΖΚΓ) πιάηνο επηβάιιεη ηε ρξήζε θαζαξψλ ειεθηξνδίσλ κε ραξαθηεξηζηηθά κε πνιψζηκσλ ειεθηξνδίσλ - ζπλεζέζηεξα ηα ειεθηξφδηα Ag/AgCl θαη ηελ πξνζζήθε ειεθηξνιπηηθήο αινηθήο, φπσο πξναλαθέξζεθε, γηα λα εμαζθαιηζηεί ε ειεθηξηθή ζπλέρεηα κεηαμχ δέξκαηνο θαη ειεθηξνδίνπ θαη ηειηθά ε αληίζηαζε ηνπ ειεθηξνδίνπ λα κελ είλαη κεγαιχηεξε απφ ιίγεο δεθάδεο Ω. Οη δηαηάμεηο ΖΔΓ έρνπλ ζχζηεκα ην νπνίν, πξηλ μεθηλήζνπλ νη κεηξήζεηο, ζηέιλεη κηθξή πνζφηεηα ξεχκαηνο δηαδνρηθά ζε θάζε δεχγνο ειεθηξνδίσλ απφ ην νπνίν ζέινπκε λα θαηαγξάςνπκε κηα απαγσγή. Ο ρξήζηεο ελεκεξψλεηαη γηα ηελ αληίζηαζε πνπ κεηξηέηαη θαη θξνληίδεη γηα ηελ θαηά ην δπλαηφλ κείσζή ηεο κε ηηο ηερληθέο πνπ έρνπκε πξναλαθέξεη. Όπσο είδακε θαη παξαπάλσ, είηε ρξεζηκνπνηνχληαη κεκνλσκέλα ειεθηξφδηα είηε θάζθεο ειεθηξνδίσλ. Αλ έρνπκε ρξήζε κεκνλσκέλσλ ειεθηξνδίσλ, ηφηε πξέπεη λα ππάξρεη κηα ζπζθεπή («θνπηί», βι. σήμα 5.28) πνπ «ζπιιέγεη» ηα θαιψδηα ησλ ειεθηξνδίσλ, πξηλ απηά νδεγεζνχλ ζηε δηάηαμε ελίζρπζεο. ηα ειεθηξφδηα πνπ έρνπκε ηνπνζεηήζεη, πξέπεη έλα απφ απηά λα ζπλδεζεί κε ηε γείσζε ηεο δηάηαμεο ηνπ ΖΔΓ (ζα είλαη ην ειεθηξφδην γείσζεο). Όζνλ αθνξά ηηο απαγσγέο πνπ θαηαγξάθνπκε, δει. ην πνηα δεχγε ειεθηξνδίσλ επηιέγνπκε λα νδεγήζνπκε ζηηο εηζφδνπο ηνπ δηαθνξηθνχ εληζρπηή, ζηελ ειεθηξνεγθεθαινγξαθία δηαθξίλνπκε δχν είδε απαγσγψλ: ηηο ιεγφκελεο «δηπνιηθέο», ζηηο νπνίεο θαη ηα δχν ειεθηξφδηα είλαη ηνπνζεηεκέλα ζε πεξηνρή ηνπ θξαλίνπ πνπ απφ θάησ αλακέλεηαη λα ππάξρεη εγθεθαιηθή δξαζηεξηφηεηα θαη ηηο ιεγφκελεο «κνλνπνιηθέο» απαγσγέο, ζηηο νπνίεο ην έλα ειεθηξφδην είλαη ηνπνζεηεκέλν ζε πεξηνρή ηνπ θξαλίνπ πνπ απφ θάησ αλακέλεηαη λα ππάξρεη εγθεθαιηθή δξαζηεξηφηεηα θαη ην άιιν ειεθηξφδην, ην νπνίν νλνκάδεηαη ειεθηξφδην «αλαθνξάο», είλαη ηνπνζεηεκέλν ζε πεξηνρή ηνπ θεθαιηνχ εθηφο θξαλίνπ, π.ρ. ζε έλα κάγνπιν ή ζε έλα απηί. Μάιηζηα, ην ειεθηξφδην αλαθνξάο είλαη ζπλήζσο θνηλφ γηα φιεο ηηο απαγσγέο. Γηπνιηθέο απαγσγέο ζπλεζίδνληαη ζηε κειέηε ηεο επηιεςίαο, φπνπ ε αθαίξεζε ησλ δχν δπλακηθψλ απφ ηα δχν ειεθηξφδηα αλακέλεηαη λα θάλεη ηελ θαηαγξαθή λα εζηηάζεη θαιχηεξα ζηελ πεξηνρή πνπ είλαη «θάησ» απφ ηα (δηπιαλά επξηζθφκελα) ειεθηξφδηα, αθνχ ζήκαηα απφ καθξηλφηεξεο πεξηνρέο ζα επεξεάζνπλ παξφκνηα θαη ηα δχν ειεθηξφδηα θαη ζα εμαιεηθζνχλ κέζσ ηεο αθαίξεζεο ησλ δπλακηθψλ. Απηφ έρεη λφεκα ζηε κειέηε ηεο επηιεςίαο, φπνπ ηα ζήκαηα είλαη θάπνηεο θνξέο εμαηξεηηθά ηζρπξά θαη επεθηείλνληαη ζε κεγάιεο πεξηνρέο ηνπ εγθεθάινπ. ηηο δηαηάμεηο ΖΔΓ ππάξρεη εμαξρήο ε απαίηεζε ηεο, φζν ην δπλαηφλ, ππθλφηεξεο θάιπςεο ηνπ θεθαιηνχ κε ειεθηξφδηα, δηφηη ζηε ιεηηνπξγία ηνπ εγθεθάινπ ππάξρνπλ πνιιέο νκάδεο ζε δηάθνξεο πεξηνρέο ηνπ εγθεθάινπ πνπ δξνπλ είηε ηαπηφρξνλα είηε φρη, θαη ζέινπκε, αλ είλαη δπλαηφλ, λα κεηξήζνπκε ην ζήκα πνπ ζηέιλνπλ έσο ην δέξκα ηνπ θεθαιηνχ. Έλα ειεθηξφδην ηνπνζεηεκέλν πάλσ απφ κηα πεξηνρή, π.ρ. ην ηλίν, δελ κπνξεί λα θαηαγξάςεη ζήκαηα απφ νπνηαδήπνηε πεξηνρή ηνπ εγθεθάινπ. πλήζσο θαηαγξάθεη ηα 128

ζήκαηα πνπ πξνέξρνληαη απφ εγθεθαιηθέο πεξηνρέο ζε ζρεηηθά κηθξή απφζηαζε απφ ην ζεκείν ηνπνζέηεζήο ηνπ, θαη ιφγσ ηνπ κηθξνχ ζήκαηνο ησλ λεπξσληθψλ νκάδσλ θαη ιφγσ ηεο εμαζζέληζεο πνπ επηθέξεη ην θξαλίν. Άξα, ρξεηαδφκαζηε πνιιά ειεθηξφδηα. Δπίζεο, φιεο νη απαγσγέο πξέπεη λα είλαη ηαπηφρξνλεο, γηα λα κπνξνχκε λα παξαηεξνχκε ηε ιεηηνπξγία φισλ ησλ πεξηνρψλ ηαπηνρξφλσο. Γελ ππάξρεη ε δπλαηφηεηα πνπ ππάξρεη, π.ρ. ζε δηαηάμεηο ΖΚΓ, λα θαηαγξάθνπκε δηαδνρηθά ηε κία απαγσγή, κεηά ηελ άιιε θ.ν.θ. Ζ βαζκίδα ηνπ εληζρπηή (ηελ νπνία ζηηο δηαηάμεηο ΖΚΓ είρακε νλνκάζεη βαζκίδα πξνελίζρπζεο) ζα πεξηέρεη έλαλ δίαπιν πξνελίζρπζεο αλά απαγσγή, δει. αλά δεχγνο ειεθηξνδίσλ ησλ νπνίσλ ηε δηαθνξά δπλακηθνχ κεηξνχκε. Κάζε δίαπινο ηνπ πξνεληζρπηή πινπνηείηαη κελ κε θπθιψκαηα αληίζηνηρα κε απηά πνπ είδακε ζην Κεθάιαην 3, φπσο πξναλαθέξακε, φκσο κηα βαζηθή δηαθνξά ηνπ ΖΔΓ απφ ηνλ ΖΚΓ είλαη φηη ηα ζήκαηα πνπ ν ΖΔΓ ζπιιέγεη κπνξεί λα είλαη έσο θαη 1000 θνξέο κηθξφηεξα απφ ηα ζπλήζε ζήκαηα ηνπ ΖΚΓ. Γηα ηελ πεξίπησζε ηνπ ΖΔΓ, ινηπφλ, είλαη πξνθαλέο φηη νη απαηηήζεηο ηεο πξνεληζρπηηθήο βαζκίδαο είλαη ζαθψο απζηεξφηεξεο απφ φ,ηη γηα ηνλ ΖΚΓ. πληειεζηέο ελίζρπζεο ηεο ηάμεο ηνπ 10 4 ή θαη πςειφηεξνη είλαη ζπλεζηζκέλνη ζηε βαζκίδα πξνελίζρπζεο. Δπίζεο, ν πξνεληζρπηήο πξέπεη λα απνηειείηαη απφ εληζρπηέο εμαηξεηηθά ρακεινχ ζνξχβνπ. Θεσξεηηθά, αλ ην κηθξφηεξν πιάηνο θπκαηνκνξθήο απφ θνξπθή ζε θνξπθή πνπ ζέινπκε λα κεηξήζνπκε είλαη Υ V, ν εζσηεξηθφο ζφξπβνο ησλ εληζρπηηθψλ δηαηάμεσλ ηνπ εληζρπηή νξγαλνινγίαο δελ πξέπεη λα ππεξβαίλεη ηα Υ/10 V. Γηα ΖΔΓ πνπ δελ πξννξίδνληαη γηα κεηξήζεηο ΠΓ, εζσηεξηθφο ζφξπβνο ηεο ηάμεο ηνπ 1 κv ζεσξείηαη ηθαλνπνηεηηθφο, θαζψο θαη CMRR ηεο ηάμεο ησλ 110-120 db. Όκσο, γηα ΖΔΓ πνπ πξννξίδνληαη γηα κεηξήζεηο ΠΓ, πνπ ζε κεξηθέο πεξηπηψζεηο έρνπλ πιάηνο θπκαηνκνξθήο απφ θνξπθή ζε θνξπθή ηεο ηάμεο ησλ ιίγσλ εθαηνληάδσλ (ή θαη ιηγφηεξν) nv, ν εζσηεξηθφο ζφξπβνο δελ πξέπεη λα ππεξβαίλεη ηηο ιίγεο δεθάδεο nv θαη ν CMRR κπνξεί λα ρξεηαζηεί λα θηάλεη έσο θαη 130-140 db. Απηέο νη απαηηήζεηο, ηδίσο φηαλ έρνπκε πνιπθάλαια (πνιπδηαπιηθά) ζπζηήκαηα ΖΔΓ, νδεγνχλ ζε πνιχ ζεκαληηθή επηβάξπλζε ζην θφζηνο ησλ δηαηάμεσλ. Μία δηάηαμε ΖΔΓ έρεη ζπλήζσο ελζσκαησκέλε ζηελ εληζρπηηθή βαζκίδα, σο κέξνο ηνπ εληζρπηή νξγαλνινγίαο ππφ κνξθή ελεξγνχ θίιηξνπ, δηαηάμεηο θηιηξαξίζκαηνο πνπ «επηιέγνπλ» ζπγθεθξηκέλεο δψλεο ζπρλνηήησλ νη νπνίεο αληηζηνηρνχλ ζε ξπζκνχο. πλεζέζηεξα, ππάξρεη ελζσκαησκέλν επηιεγφκελν θίιηξν γηα ηνλ άιθα ξπζκφ. Πεξηζζφηεξε επεμεξγαζία γηα ηελ επηινγή θαη άιισλ ξπζκψλ παξέρεηαη κε ςεθηαθή επεμεξγαζία, είηε ηελ ψξα πνπ γίλεηαη ε θαηαγξαθή είηε αθνχ γίλεη ε θαηαγξαθή θαη έρεη απνζεθεπηεί εληφο ηνπ Ζ/Τ. ρεηηθά κε ην ελζσκαησκέλν θηιηξάξηζκα, πξέπεη λα αλαθεξζεί φηη ζπλήζσο νη δηαηάμεηο ελίζρπζεο εθ θαηαζθεπήο απνθφπηνπλ ζπρλφηεηεο θάησ απφ 0,5 Hz θαη πάλσ απφ 70 Hz, δηφηη δελ ππάξρνπλ θιηληθψο ρξήζηκεο ζπρλφηεηεο εθηφο απηψλ ησλ νξίσλ. Όηαλ, φκσο, εξεπλεηηθνί ζθνπνί επηβάιινπλ ηε κειέηε ηνπ ΖΔΓ ζήκαηνο ζε αλψηεξεο (ή ζπρλφηεξα θαηψηεξεο) ζπρλφηεηεο, πξέπεη λα ρξεζηκνπνηεζνχλ εηδηθά θαηαζθεπαζκέλεο δηαηάμεηο ΖΔΓ πνπ λα επηηξέπνπλ ηε δηέιεπζε απηψλ ησλ ζπρλνηήησλ. Σα ηειεπηαία ρξφληα δηαηίζεληαη δηαηάμεηο ΖΔΓ πνπ επηηξέπνπλ ηε κέηξεζε έσο θαη ζπλερνχο ξεχκαηνο. Απηφ, φκσο, ζεκαίλεη φηη πξέπεη λα ιεθζεί πξφλνηα γηα λα εμαιεηθζνχλ ζήκαηα πνπ νθείινληαη ζηελ αιιαγή ηεο αγσγηκφηεηαο ιφγσ εθίδξσζεο θαη άιισλ παξαγφλησλ πνπ έρνπλ ρακειή ζπρλφηεηα κεηαβνιήο θαη επεξεάδνπλ θπξίσο πνιχσξεο θαηαγξαθέο. Δάλ ε δηάηαμε ηνπ ΖΔΓ πξφθεηηαη λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα θαηαγξαθέο ΠΓ, ηφηε ππάξρεη ζπλήζσο ελζσκαησκέλε δηάηαμε ρνξήγεζεο εξεζηζκψλ (σήμα 5.28). ηνλ Ζ/Τ ππάξρεη κηα θάξηα ςεθηαθναλαινγηθήο κεηαηξνπήο πνπ δεκηνπξγεί αλαινγηθά ζήκαηα (ζπλήζσο αθνπζηηθά ή νπηηθά αιιά θαη ειεθηξηθψλ δηεγέξζεσλ), ηα νπνία κε ηε ζεηξά ηνπο νδεγνχληαη ζε ζπζθεπή ρνξήγεζεο ησλ εξεζηζκψλ πξνο ηνλ εμεηαδφκελν, ζηνλ ρψξν φπνπ γίλνληαη νη κεηξήζεηο. Αλ πξφθεηηαη γηα εξεπλεηηθά πξσηφθνιια ΠΓ είλαη θαιφ, φπσο αλαθέξακε θαη παξαπάλσ, ν εξγαζηεξηαθφο ρψξνο λα είλαη θαη ειεθηξνκαγλεηηθά ζσξαθηζκέλνο. 129

σήμα 5.28 Γηάηαμε ςεθηαθνύ ΖΔΓ πνπ κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί θαη γηα ηελ θαηαγξαθή ΠΓ. Μπνξνύλ λα ιεθζνύλ έσο θαη Μ κνλνπνιηθέο απαγσγέο. Δθόζνλ ε δηάηαμε ρξεζηκνπνηεζεί γηα εξεπλεηηθνύο ζθνπνύο ζρεηηθνύο κε ηε κειέηε ησλ ΠΓ, θαιό είλαη ν εξγαζηεξηαθόο ρώξνο λα είλαη ειεθηξνκαγλεηηθά κνλσκέλνο θαη νη εληζρπηηθέο βαζκίδεο λα ζπλδένληαη κε ην «θνπηί» ζπγθέληξσζεο ησλ ειεθηξνδίσλ κέζσ νκναμνληθνύ θαισδίνπ. 5.5 ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΣΟΜΟΓΡΑΦΗΑ ΔΓΚΔΦΑΛΟΤ 5.5.1 ΣΟ ΑΝΣΗΣΡΟΦΟ ΖΛΔΚΣΡΟΜΑΓΝΖΣΗΚΟ ΠΡΟΒΛΖΜΑ Ζ κειέηε ηνπ ΖΔΓ έρεη ζηφρν λα δηαιεπθάλεη ηνπο κεραληζκνχο πνπ δηέπνπλ ηα εγθεθαιηθά θαηλφκελα. Σα δπλακηθά ηνπ ΖΔΓ αληαλαθινχλ απηνχο ηνπο κεραληζκνχο, π.ρ. δηαδηθαζίεο επεμεξγαζίαο πιεξνθνξηψλ. Ζ ιεηηνπξγία ησλ λεπξψλσλ ηνπ εγθεθάινπ, φπσο αλαιχζεθε ζην θεθάιαην ην ζρεηηθφ κε ηα ηνληηθά ξεχκαηα ζην αλζξψπηλν ζψκα θαη εηδηθφηεξα κε ηελ εγθεθαιηθή ιεηηνπξγία, νδεγεί ζηελ εκθάληζε ζεηηθψλ «πεγψλ» ξεχκαηνο, δει. ζεκείσλ απφ ηα νπνία εμέξρνληαη ηεο θπηηαξηθήο κεκβξάλεο ζεηηθά ηνληηθά θνξηία (ή εηζέξρνληαη εληφο απηήο αξλεηηθά ηφληα) θαη αξλεηηθψλ «πεγψλ», δει. ζεκείσλ απφ ηα νπνία εηζέξρνληαη εληφο ηνπ θπηηάξνπ ζεηηθά ηνληηθά θνξηία (ή εμέξρνληαη απφ ηε κεκβξάλε αξλεηηθά ηφληα). Ζ εκθάληζε απηψλ ησλ πεγψλ νδεγεί ζε επαγφκελα ηνληηθά ξεχκαηα ζε φινλ ηνλ αγψγηκν ρψξν ηνπ θεθαιηνχ θαη ζπλεπψο ζηελ εκθάληζε δπλακηθνχ ζηα δηάθνξα ζεκεία ηεο δεξκαηηθήο επηθάλεηαο ηνπ θεθαιηνχ [1]. Γηα λα κειεηήζνπκε ηε ιεηηνπξγία ηνπ εγθεθάινπ απφ ηε ζθνπηά ηεο ειεθηξηθήο ηνπ δξαζηεξηφηεηαο ηνπιάρηζηνλ, πξέπεη, ινηπφλ, λα έρνπκε θάπνηα 130

γλψζε ζρεηηθά κε ηε ζέζε ησλ πεγψλ ειεθηξηθήο δξαζηεξηφηεηαο νη νπνίεο δεκηνπξγνχλ ηα θαηαγξαθφκελα δπλακηθά. Ζ άκεζε πεηξακαηηθή κέηξεζε ηεο ειεθηξηθήο δξαζηεξηφηεηαο ζην εζσηεξηθφ ηνπ εγθεθάινπ είλαη πξνθαλψο αδχλαηε ζηνλ άλζξσπν, εθηφο ζπαληφηαησλ εμαηξέζεσλ, φπσο π.ρ. ζηνλ πξνεγρεηξεηηθφ έιεγρν ηεο επηιεςίαο [1]. Ζ ρξήζε πεηξακαηφδσσλ γηα ηελ εθηέιεζε ελδνθξαληαθψλ κεηξήζεσλ ΖΔΓ πεξηνξίδεη ηα ζπκπεξάζκαηα πνπ κπνξεί λα εμαρζνχλ, εθφζνλ ν αλζξψπηλνο εγθέθαινο αθξηβψο ζηηο αλψηεξεο λνεηηθέο ιεηηνπξγίεο ππεξέρεη ησλ ππφινηπσλ εηδψλ. ηε ζπλέρεηα ζα παξνπζηάζνπκε ηηο γεληθέο αξρέο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη απφ κεζφδνπο ςεθηαθήο επεμεξγαζίαο ηνπ ΖΔΓ γηα λα ππνινγηζηνχλ νη ελδνθξαληαθέο (εγθεθαιηθέο) πεγέο, εζηηάδνληαο ζε ζπγθεθξηκέλεο θαηεγνξίεο ηερληθψλ. ηε ζεσξία πεδίσλ, «επζχ» νλνκάδεηαη ην πξφβιεκα ζην νπνίν γλσξίδνπκε ηηο πεγέο ηνπ πεδίνπ θαη αλαδεηνχκε ηελ ηηκή ηνπ πεδίνπ ζε φιε ηελ έθηαζή ηνπ (πέξαλ ησλ πεγψλ) θαη ζηηο επηθάλεηεο πνπ πεξηθιείνπλ ηνλ ρψξν ηνπ πεδίνπ. Οη επηθάλεηεο απηέο νλνκάδνληαη νξηαθέο επηθάλεηεο, δηφηη πέξαλ απηψλ δελ πθίζηαηαη πεδίν. Σν επζχ πξφβιεκα έρεη κνλαδηθή ιχζε, φρη θαη αλάγθε εχθνια ππνινγίζηκε. ηελ πεξίπησζε ηεο ειεθηξνθαξδηνγξαθηθήο δξαζηεξηφηεηαο, πεγή κπνξεί λα ζεσξεζεί ην θαξδηαθφ άλπζκα θαη έρνπκε λα ππνινγίζνπκε ηα ξεχκαηα πνπ πξνθχπηνπλ ζε φιν ην ζψκα εμαηηίαο ηεο ειεθηξηθήο θαξδηαθήο δξαζηεξηφηεηαο, έσο θαη ζηε δεξκαηηθή επηθάλεηα πνπ απνηειεί ηελ νξηαθή επηθάλεηα, κηα πνπ έμσ απφ απηή δελ ξέεη ξεχκα ηφλησλ ηνπ νξγαληζκνχ καο. ηελ πεξίπησζε ηνπ ΖΔΓ, αλ ππνζέηακε φηη μέξακε κηα ζπγθεθξηκέλε ρξνληθή ζηηγκή, πνηα θχηηαξα ηνπ εγθεθάινπ παξάγνπλ ειεθηξηθή δξαζηεξηφηεηα (έζησ έρνληαο ηνπνζεηήζεη ελδνθξαληαθά ειεθηξφδηα γεγνλφο πξαθηηθά αλέθηθην γηα πιήξε θάιπςε ηνπ εγθεθάινπ), ε επίιπζε ηνπ επζέσο πξνβιήκαηνο ζα ζπλίζηαην ζηνλ ππνινγηζκφ ησλ ηνληηθψλ ξεπκάησλ ζε φιν ηνλ ρψξν ηνπ θεθαιηνχ έσο θαη ζηελ νξηαθή δεξκαηηθή επηθάλεηα ηνπ θξαλίνπ. ηελ πξάμε, φκσο, δελ έρνπκε λα επηιχζνπκε ην επζχ πξφβιεκα. Απηφ πνπ γλσξίδνπκε είλαη (γηα θάζε κία μερσξηζηή ρξνληθή ζηηγκή δεηγκαηνιεςίαο) θάπνηεο ηηκέο δπλακηθνχ ζηελ εμσηεξηθή νξηαθή δεξκαηηθή επηθάλεηα ηνπ θξαλίνπ (γηα ηελ πεξίπησζε ηνπ ΖΔΓ). Αλαδεηνχκε πνηεο είλαη νη πεγέο κέζα ζηνλ εγθέθαιν πνπ δεκηνπξγνχλ απηά ηα θαηαγξαθφκελα δπλακηθά. Απηφ ην πξφβιεκα πξνο επίιπζε νλνκάδεηαη «αληίζηξνθν» πξφβιεκα. ηε ζεσξία πεδίσλ, αληίζηξνθν νλνκάδεηαη ην πξφβιεκα ζην νπνίν, γλσξίδνληαο ηελ ηηκή ηνπ πεδίνπ ζηηο νξηαθέο επηθάλεηεο ηνπ πεδίνπ, πξνζπαζνχκε λα ππνινγίζνπκε ηηο πεγέο ηνπ πεδίνπ εληφο ηνπ ρψξνπ πνπ πεξηθιείεηαη απφ ηηο νξηαθέο επηθάλεηεο. Σν αληίζηξνθν πξφβιεκα, ζε αληίζεζε κε ην επζχ πξφβιεκα, έρεη γεληθά άπεηξεο ιχζεηο. Απηφ ζεκαίλεη φηη, αλ έρνπκε ζηε δηάζεζή καο κηα θαηαλνκή ηηκψλ ηνπ πεδηαθνχ κεγέζνπο ζηηο νξηαθέο επηθάλεηεο, ππάξρεη άπεηξνο ζπλδπαζκφο πεγψλ σο πξνο ηε ζέζε θαη ην κέγεζφο ηνπο, πνπ απνηεινχλ, καζεκαηηθά ηνπιάρηζηνλ, ιχζε ηνπ αληίζηξνθνπ πξνβιήκαηνο. Γει. θαζέλαο απφ απηνχο ηνπο ζπλδπαζκνχο πεγψλ, αλ ηνπνζεηεζεί σο αξρηθή ζπλζήθε ζην επζχ πξφβιεκα, ζα δψζεη, σο ιχζε ηνπ επζέσο πξνβιήκαηνο, αθξηβψο ηελ θαηαλνκή ηνπ πεδηαθνχ κεγέζνπο πνπ έρνπκε κεηξήζεη ζηηο νξηαθέο επηθάλεηεο. Ζ επίιπζε ηνπ αληίζηξνθνπ πξνβιήκαηνο πξνυπνζέηεη ηελ απνδνρή ελφο πξνηχπνπ (κνληέινπ) γηα ηε γεσκεηξία ηνπ ρψξνπ, φπνπ ππάξρεη ην πεδίν, αιιά θαη γηα ηε κνξθή πνπ ιακβάλεη ε δξαζηεξηφηεηα ησλ πεγψλ ηνπ πεδίνπ. ηελ πεξίπησζε ηνπ ΖΔΓ, ρψξνο ηνπ πεδίνπ ζεσξείηαη ην αλζξψπηλν θεθάιη. Σα δηάθνξα γεσκεηξηθά πξφηππα είλαη, ζηελ απινχζηεξε πεξίπησζε, κηα ζθαίξα κε ζηαζεξή αγσγηκφηεηα ζε φιν ηνλ ρψξν ηεο, ή, ζπλεζέζηεξα, ηξεηο νκφθεληξεο ζθαίξεο, κε ηελ εζσηεξηθή λα αληηζηνηρεί ζηνλ εγθέθαιν, ηελ ελδηάκεζε ζην θξαλίν θαη ηελ εμσηεξηθή ζηε δεξκαηηθή επηθάλεηα ηνπ θξαλίνπ. Κάζε έλαο απφ ηνπο ηξεηο απηνχο ρψξνπο ζεσξείηαη φηη έρεη ζε φιε ηνπ ηελ έθηαζε ζηαζεξή αγσγηκφηεηα. Μάιηζηα, ν εζσηεξηθφο ρψξνο (εγθέθαινο) θαη ν εμσηεξηθφο ρψξνο (δέξκα) ζεσξείηαη φηη έρνπλ ηελ ίδηα ηηκή αγσγηκφηεηαο, ελψ ν ελδηάκεζνο (θξαλίν) έρεη αγσγηκφηεηα πνιιέο δεθάδεο θνξέο κηθξφηεξε απφ ηνπο δχν άιινπο ρψξνπο. Κάπνηεο θνξέο ρξεζηκνπνηείηαη γεσκεηξηθφ κνληέιν ηεζζάξσλ νκφθεληξσλ ζθαηξψλ, φπνπ κεηαμχ θξαλίνπ θαη εγθεθάινπ ζεσξείηαη φηη ππάξρεη έλα ζηξψκα πνπ αληηπξνζσπεχεη ην εγθεθαινλσηηαίν πγξφ (κε αγσγηκφηεηα ίζε κε ηνπ λεξνχ). Πνιχ ηθαλνπνηεηηθφηεξε εγγχηεηα κε ηελ αλακελφκελε πξαγκαηηθή γεσκεηξία ηνπ θεθαιηνχ θάζε εμεηαδνκέλνπ πξνζθέξνπλ πνιππινθφηεξα πξφηππα, ηα νπνία έρνπλ 131

πξνθχςεη απφ «ζχληεμε» εηθφλσλ πνπ παξάγεη ε απεηθφληζε ππνινγηζηηθήο ηνκνγξαθίαο (computerised tomography imaging - CT), δει. εηθφλεο αμνληθήο ηνκνγξαθίαο, θαη ε απεηθφληζε καγλεηηθνχ ζπληνληζκνχ (magnetic resonance imaging - MRI), δει. εηθφλεο καγλεηηθήο ηνκνγξαθίαο. ε απηά ηα πξφηππα επηιέγεηαη έλα ραξαθηεξηζηηθφ ζεκείν ηνπ εγθεθάινπ σο αξρή ησλ αμφλσλ. Αθνινπζείηαη ζχζηεκα θαξηεζηαλψλ ζπληεηαγκέλσλ (x, y, z) θαη ν ρψξνο δηαθξηηνπνηείηαη ζε αξθεηέο ρηιηάδεο ζηνηρεηψδεηο φγθνπο (volume elements voxels) ζπλήζσο ηεηξαγσληθνχο. Γηα ηε δεκηνπξγία ηνπ πξνηχπνπ επηιέγεηαη ην θεθάιη ελφο ζπγθεθξηκέλνπ αηφκνπ, ην νπνίν απεηθνλίδεη αξθεηά θαιά κία «κέζε» θαηάζηαζε, φζνλ αθνξά ηνπο δηάθνξνπο αλαηνκηθνχο ζρεκαηηζκνχο ηνπ θεθαιηνχ. Μέζσ ηεο ζχληεμεο εηθφλσλ CT θαη MRI ηνπ θεθαιηνχ ηνπ ζπγθεθξηκέλνπ αηφκνπ, πξνθχπηεη έλα πξφηππν ζην νπνίν θάζε ζεκείν πνπ απνηειεί θέληξν ελφο voxel αληηζηνηρίδεηαη, ζηελ απινχζηεξε πεξίπησζε, ζε κία απφ ηηο 5 παξαθάησ πεξηνρέο: (α) εμσηεξηθφο (εθηφο αλζξψπηλνπ ζψκαηνο) ρψξνο, (β) δέξκα, (γ) θξαληαθφ νζηφ, (δ) εγθεθαινλσηηαίν πγξφ θαη (ε) εγθεθαιηθφο ηζηφο. Ζ αγσγηκφηεηα ησλ πεξηνρψλ (β)-(ε) ζπλήζσο απνδίδεηαη κε ζπκβαηηθέο ηηκέο (φπσο έρνπλ κεηξεζεί σο κέζνο φξνο ζε κεγάιν αξηζκφ δεηγκάησλ ηζηψλ). Αλ είλαη επηζπκεηφ, ηα πξφηππα απηά δίλνπλ έλα ραξαθηεξηζκφ ζε θάζε voxel, αλάινγα κε ηνλ εγθεθαιηθφ ζρεκαηηζκφ ζηνλ νπνίν ζεσξείηαη φηη αλήθεη, πάληα έρνληαο νδεγφ ηηο εηθφλεο CT θαη MRI. Ο ραξαθηεξηζκφο απηφο κπνξεί λα είλαη θαη ζε πνζνζηφ πηζαλνηήησλ, θαζφζνλ γηα αξθεηά voxel δελ κπνξεί λα ππάξρεη απφιπηε βεβαηφηεηα ζε πνηνλ αθξηβψο ζρεκαηηζκφ αλήθνπλ. Δλλνείηαη φηη απηφ ην «κέζν» θεθάιη ζα απεηθνλίδεη ηηο δηάθνξεο εγθεθαιηθέο πεξηνρέο κε έλα πνζνζηφ ζθάικαηνο, φηαλ εθαξκφδεηαη γηα ηηο κεηξήζεηο δπλακηθνχ ελφο ζπγθεθξηκέλνπ αηφκνπ, δηαθνξεηηθνχ απφ ην άηνκν ηνπ νπνίνπ ην θεθάιη ρξεζηκνπνηήζεθε γηα ηε δεκηνπξγία ηνπ πξνηχπνπ. Γηα ηηο πεγέο ηνπ πεδίνπ ην κνληέιν πνπ ζπλήζσο αθνινπζείηαη είλαη απηφ ησλ δηπφισλ πνπ δεκηνπξγεί ε ιεηηνπξγία ησλ ζπλάςεσλ ησλ λεπξψλσλ. Όπσο είρε αλαθεξζεί θαη ζην Κεθάιαην 1, φηαλ έλαο λεπξψλαο πνπ έρεη αλαπηχμεη δπλακηθφ δξάζεο θηάζεη, κέζσ ηνπ λεπξάμνλά ηνπ, λα επεξεάζεη ηηο ζπλάςεηο πνπ έρεη κε άιινπο λεπξψλεο (σήμαηα 1.7 θαη 1.8), εθρχνληαη λεπξνδηαβηβαζηέο απφ ηνλ δηεγεξκέλν λεπξψλα πξνο ηνπο επφκελνπο λεπξψλεο, νη νπνίνη ζηηο ζπλάςεηο ηνπο έρνπλ ππνδνρείο πνπ επεξεάδνληαη απφ ηνπο λεπξνδηαβηβαζηέο. Ο ζπλδπαζκφο ηνπ δηαβηβαζηή κε ηνλ ππνδνρέα κπνξεί λα νδεγήζεη ζηελ ελεξγνπνίεζε ηνληηθψλ δηφδσλ, νη νπνίεο είλαη θιεηζηέο ζηελ θαηάζηαζε εξεκίαο. Αλάινγα κε ην είδνο ησλ ηφλησλ πνπ δηαξξένπλ ηελ ηνληηθή δίνδν θαη ηε θνξά ηνπο, ην ηνληηθφ δηακεκβξαληθφ ξεχκα πνπ νθείιεηαη ζηελ αχμεζε ηεο ηνληηθήο αγσγηκφηεηαο ηεο κεκβξάλεο, ζα δεκηνπξγήζεη απνπφισζε ή ππεξπφισζε ηεο κεηαζπλαπηηθήο κεκβξάλεο θαη ζα εκθαληζηνχλ ηα ΜΓΓ θαη ΜΓΑ γηα ηελ πεξίπησζε απνπφισζεο θαη ππεξπφισζεο αληίζηνηρα. Ζ κεηαβνιή ηεο πνιηθφηεηαο ζηνλ ρψξν ηεο κεηαζπλαπηηθήο κεκβξάλεο ιφγσ δηαηαξαρήο ηεο ηνληηθήο ηζνξξνπίαο, νδεγεί ηειηθά ζηελ εκθάληζε ελφο πξσηνγελνχο δηπφινπ ξεπκαηηθήο ξνήο κεηαμχ ησλ δελδξηηψλ θαη ηνπ ζψκαηνο ηνπ λεπξψλα-ζηφρνπ (σήμα 5.29). πλδπαζκφο ηέηνησλ κηθξνζθνπηθψλ δηπνιηθψλ ξεπκάησλ δίλεη καθξνζθνπηθέο ξεπκαηηθέο πεγέο κε ηε κνξθή καθξνζθνπηθψλ ξεπκαηηθψλ δηπφισλ θαη ζπλαθφινπζε ξεπκαηηθή εγθεθαιηθή θπθινθνξία, πνπ θηάλεη σο ηε δεξκαηηθή επηθάλεηα θαη θαηαγξάθεηαη ζην ΖΔΓ. 132

σήμα 5.29 ρεκαηηθή αλαπαξάζηαζε ηνπ καθξνζθνπηθνύ ειεθηξηθνύ θαη καγλεηηθνύ πεδίνπ πνπ δεκηνπξγείηαη από ηε ζπληνληζκέλε ξνή ξεύκαηνο ελδνθπηηαξηθά από ηνπο δελδξίηεο πξνο ην ζώκα ησλ ππξακηδηθώλ λεπξώλσλ ηνπ θινηνύ ηνπ εγθεθάινπ. Σα ζηνηρεηώδε ειεθηξηθά δίπνια πνπ ε ηνληηθή ξνή δεκηνπξγεί αζξνίδνληαη ζε έλα κεηξήζηκν ζπληζηάκελν δίπνιν. (Tom Holroyd. [https://commons.wikimedia.org/wiki/category:magnetoencephalography#/media/file:magnetoencep halography.png]. Σν παξόλ έξγν απνηειεί θνηλό θηήκα/public domain). 5.5.2 ΜΔΘΟΓΟ ΔΝΣΟΠΗΜΟΤ ΜΔΜΟΝΩΜΔΝΩΝ ΓΗΠΟΛΩΝ Γηα λα επηιπζεί ην αληίζηξνθν πξφβιεκα πξέπεη λα θαηαγξάςνπκε ηηο εμηζψζεηο πνπ πεξηγξάθνπλ ην πξφβιεκα απηφ. ηελ αλάιπζε πνπ ζα αθνινπζήζεη ζεσξνχκε φηη επηιχνπκε ην αληίζηξνθν πξφβιεκα μερσξηζηά γηα θάζε ρξνληθή ζηηγκή δεηγκαηνιεςίαο ηνπ δπλακηθνχ απφ ηνλ ΖΔΓ. Αγλννχκε ηελ πιεξνθνξία πνπ κπνξεί λα δψζεη ε ηηκή δπλακηθνχ ζε πξνεγνχκελεο ηεο «παξνχζαο» ζηηγκήο δεηγκαηνιεςίαο. Απηή ε παξαδνρή δηθαηνινγείηαη απφ ηε ζεσξία ηνπ ειεθηξνκαγλεηηζκνχ («εκηζηαηηθή» πξνζέγγηζε) ζηελ πεξίπησζε ησλ βηνκεηξήζεσλ, φπνπ ην θάζκα ζπρλνηήησλ ηνπ βηνζήκαηνο δελ παξνπζηάδεη βηνινγηθψο ρξήζηκεο ηηκέο ηζρχνο ζε ζπρλφηεηεο πέξαλ ησλ ιίγσλ εθαηνληάδσλ Hz. Όπσο αλαθέξζεθε θαη παξαπάλσ, ζεσξνχκε φηη ε ειεθηξηθή δξαζηεξηφηεηα ηνπ εγθεθάινπ κπνξεί λα παξαζηαζεί σο άζξνηζκα πνιιψλ ειεθηξηθψλ δηπφισλ, ησλ νπνίσλ ηε ζέζε ζέινπκε λα εληνπίζνπκε εληφο ηνπ εγθεθάινπ. ηελ παξνχζα ελφηεηα ζα πεξηγξάςνπκε ηε κέζνδν εληνπηζκνχ δηπφισλ (ΜΔΓ) (dipole localization method - DLM), φηαλ ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηελ εχξεζε κεκνλσκέλσλ δηπφισλ κέζα ζηνλ αλζξψπηλν εγθέθαιν [9]. Ξεθηλνχκε ηελ αλάιπζή καο κε έλα κφλν δίπνιν, κε δηάλπζκα δηπνιηθήο ξνήο M, εληφο νκνηνγελνχο ειεθηξηθά ρψξνπ, εθηεηλφκελνπ έσο ην άπεηξν, κε ειεθηξηθή αγσγηκφηεηα ζ. Σν δίπνιν απηφ ζεσξνχκε φηη βξίζθεηαη ζε έλα ζεκείν Α ηνπ ρψξνπ, ην νπνίν ζπκβνιίδεηαη κε ην «δηάλπζκα ζέζεο» ηνπ: r A =r Ax i X +r Ay i y +r Az i z, φπνπ i X, i y, i z είλαη ηα κνλαδηαία δηαλχζκαηα θαηά κήθνο ησλ αμφλσλ x,y,z αληίζηνηρα θαη r Ax, r Ay, r Az νη ζπληεηαγκέλεο ηνπ ζεκείνπ Α. Σν κέηξν (λνξκ) ηνπ δηαλχζκαηνο r A δίλεηαη απφ ηνλ ηχπν: r A = r A ={(r Ax ) 2 +(r Ay ) 2 +(r Az ) 2 } 1/2. πληνκνγξαθηθά κπνξνχκε λα γξάθνπκε: r A =(r Ax,r Ay,r Az ). Σν ζεκείν Α ζεσξείηαη θαη ην «ζεκείν εθαξκνγήο» ηνπ δηαλχζκαηνο Μ, ην νπνίν ζπκβνιίδνπκε αλαιπηηθά πιένλ κε Μ=Μ A =Μ Ax i X +Μ Ay i y +Μ Az i z, φπνπ M Ax, M Ay, M Az είλαη νη ζπληζηψζεο ηνπ Μ A (κε δηαζηάζεηο Amperes. m). Έζησ φηη ζέινπκε λα κεηξήζνπκε ην δπλακηθφ V B ηνπ πεδίνπ πνπ δεκηνπξγεί ην δίπνιν απηφ κηα ρξνληθή ζηηγκή ζε έλα ζεκείν Β 133

ηνπ ρψξνπ, κε δηάλπζκα ζέζεο r B =(r Bx,r By,r Bz ), ζρεηηθά καθξηά απφ ην δίπνιν. Απφ ηε ζεσξία ηνπ πεδίνπ ξνήο ζπλερψλ ξεπκάησλ γλσξίδνπκε φηη ην δπλακηθφ δίλεηαη απφ ηνλ ηχπν: V B V(r B ) = (Μ A r B )/(4πζr Β 3 ) (5.5) Γεληθφηεξα, κπνξνχκε λα ζεσξνχκε φηη V B = f(m Ax,M Ay,M Az,r Ax,r Ay,r Az,r Bx,r By,r Bz ) (5.6) δει. φηη ην δπλακηθφ ζην ζεκείν Β, ιφγσ ελφο δηπφινπ ζην ζεκείν Α, είλαη ζπλάξηεζε ησλ κεηαβιεηψλ M Ax, M Ay, M Az, r Ax, r Ay, r Az, r Bx, r By, r Bz. ηελ πεξίπησζε πνπ έρνπκε έλα κνλν-, ηξη- ή ηεηξαζηξσκαηηθφ ζθαηξηθφ κνληέιν γηα ηε γεσκεηξία ηνπ θεθαιηνχ, ε ζρέζε πνπ δίλεη ην δπλακηθφ ζην ζεκείν Β γίλεηαη πνιππινθφηεξε ηεο Δξίζυζηρ 5.5, κε επηπιένλ παξακέηξνπο ηηο αθηίλεο ησλ δηάθνξσλ ζθαηξψλ θαη ηελ αγσγηκφηεηα θάζε πεξηνρήο, φκσο δελ παχεη λα είλαη ηεο κνξθήο ηεο Δξίζυζηρ 5.6. ην επζχ πξφβιεκα γλσξίδνπκε ηηο ζπληζηψζεο ηεο δηπνιηθήο ξνπήο ηνπ δηπφινπ, ην ζεκείν εθαξκνγήο ηνπ δηπφινπ (δει. ηηο ζπληεηαγκέλεο ηνπ ζεκείνπ Α) θαη θπζηθά ηηο ζπληεηαγκέλεο ηνπ ζεκείνπ Β, φπνπ κεηξνχκε ην δπλακηθφ, νπφηε ε Δξίζυζη 5.6 επηιχεηαη κε άγλσζην ην δπλακηθφ V B θαη γλσζηέο φιεο ηηο ππφινηπεο πνζφηεηεο πνπ ππεηζέξρνληαη ζηελ Δξίζυζη 5.6. ην αληίζηξνθν πξφβιεκα γλσξίδνπκε ην δπλακηθφ V B, γηα κηα ζπγθεθξηκέλε ρξνληθή ζηηγκή δεηγκαηνιεςίαο, θαη ηηο ζπληεηαγκέλεο r Bx, r By, r Bz ηνπ ζεκείνπ Β, φπνπ κεηξήζεθε ην δπλακηθφ. ηε γεληθή πεξίπησζε δελ γλσξίδνπκε ηνλ αξηζκφ ησλ κεκνλσκέλσλ δηπφισλ πνπ ελεξγνπνηήζεθαλ θαη έδσζαλ, ηε ζπγθεθξηκέλε ρξνληθή ζηηγκή, σο ζπλνιηθή ηηκή, ην V B πνπ κεηξήζεθε. Θεσξνχκε, φκσο, φηη νη κεηξήζεηο γίλνληαη αξρηθά ρσξίο ζφξπβν θαη φηη ην ζεκείν κέηξεζεο ζην γεσκεηξηθφ κνληέιν αληηζηνηρεί αθξηβψο ζην ζεκείν πνπ ηνπνζεηήζεθε ην ειεθηξφδην κέηξεζεο. Αλ ππνζέζνπκε φηη ην δίπνιν ήηαλ έλα θαη φηη βξηζθφηαλ ζε πεξηνρή εγθεθαιηθνχ ηζηνχ, ηφηε έρνπκε λα επηιχζνπκε ηελ Δξίζυζη 5.6, κε γλσζηέο ηηο πνζφηεηεο V B, r Bx, r By, r Bz θαη άγλσζηεο ηηο M Ax, M Ay, M Az, r Ax, r Ay, r Az, δει. ηφζν ηηο ζπληζηψζεο ηεο δηπνιηθήο ξνπήο, φζν θαη ηε ζέζε, φπνπ εκθαλίδεηαη ην δίπνιν. Γηα ην δίπνιν ε κφλε πιεξνθνξία πνπ δηαζέηνπκε είλαη φηη απηφ ζα εκθαλίδεηαη εληφο εγθεθαιηθψλ πεξηνρψλ. Ζ Δξίζυζη 5.6 είλαη, ινηπφλ, ζηελ πεξίπησζε ηνπ αληίζηξνθνπ πξνβιήκαηνο γηα έλα δίπνιν, κηα εμίζσζε κε 6 αγλψζηνπο. Αλ γλσξίδακε ηελ ηηκή ηνπ δπλακηθνχ, γηα ηε ρξνληθή ζηηγκή πνπ καο ελδηαθέξεη, ζε 6 ζεκεία ηεο δεξκαηηθήο επηθάλεηαο κε γλσζηέο ζπληεηαγκέλεο (δει. ζε 6 ζεκεία ηεο εμσηεξηθήο επηθάλεηαο ηνπ ζθαηξηθνχ κνληέινπ), ζα κπνξνχζακε λα θαηαζηξψζνπκε ηελ Δξίζυζη 5.6 6 θνξέο, κία γηα θάζε ηηκή δπλακηθνχ πνπ γλσξίδνπκε, άξα ζα είρακε έλα ζχζηεκα 6 εμηζψζεσλ κε 6 αγλψζηνπο, ην νπνίν ζεσξεηηθά είλαη επηιχζηκν: V 1 = f(m Ax,M Ay,M Az,r Ax,r Ay,r Az,r 1x,r 1y,r 1z ) (5.7.1) V 2 = f(m Ax,M Ay,M Az,r Ax,r Ay,r Az,r 2x,r 2y,r 2z ) (5.7.2) V 3 = f(m Ax,M Ay,M Az,r Ax,r Ay,r Az,r 3x,r 3y,r 3z ) (5.7.3) V 4 = f(m Ax,M Ay,M Az,r Ax,r Ay,r Az,r 4x,r 4y,r 4z ) (5.7.4) V 5 = f(m Ax,M Ay,M Az,r Ax,r Ay,r Az,r 5x,r 5y,r 5z ) (5.7.5) V 6 = f(m Ax,M Ay,M Az,r Ax,r Ay,r Az,r 6x,r 6y,r 6z ) (5.7.6) Αθφκε, φκσο, θαη ζηελ πεξίπησζε πνπ ζα είρε λφεκα, απφ άπνςε ειεθηξνθπζηνινγίαο ηνπ εγθεθάινπ, λα δηεξεπλνχζακε γηα ηελ χπαξμε κηαο θαη κφλεο πεγήο (ελφο δηπφινπ), ε επίιπζε ηνπ ζπζηήκαηνο δελ ζα ήηαλ απιή. Ζ ζπλάξηεζε f δελ είλαη 134

γξακκηθή θαη νη ηηκέο δπλακηθνχ πνπ δηαζέηνπκε V i, i=1,,6 εκπεξηέρνπλ ζφξπβν απφ ηελ ίδηα ηε ζπζθεπή κέηξεζεο ή παξεκβνιέο ηνπ πεξηβάιινληνο. Ζ ιχζε, ινηπφλ, Ms Ax, Ms Ay, Ms Az, rs Ax, rs Ay, rs Az, πνπ ζα δψζεη ε αξηζκεηηθή ηερληθή πνπ ζα επηιέμνπκε γηα λα ιχζνπκε ην ζχζηεκα ησλ Δξιζώζευν 5.7.1-5.7.6, ππάξρεη κεγάιε πηζαλφηεηα λα επηιχεη ην ζχζηεκα κε έλα πνζνζηφ ζθάικαηνο. Αλ ιάβνπκε ηηο ηηκέο Ms Ax, Ms Ay, Ms Az, rs Ax, rs Ay, rs Az θαη ηηο ηνπνζεηήζνπκε πάιη ζηηο αληίζηνηρεο Δξιζώζειρ 5.7.1-5.7.6, νη ηηκέο Vs i, i=1,,6 πνπ ζα ππνινγίζνπκε ζα δηαθέξνπλ απφ ηηο αξρηθά κεηξεκέλεο V i, i=1,,6. Ζ χπαξμε ελφο κφλν δηπφινπ πνπ λα εμεγεί ηθαλνπνηεηηθά ηε ζπλνιηθή θαηαγξαθή δπλακηθνχ γηα κηα ζπγθεθξηκέλε ρξνληθή ζηηγκή απνηειεί, εθηφο εηδηθψλ εμαηξέζεσλ, ρνλδξνεηδή πξνζέγγηζε ηεο ιεηηνπξγίαο ηνπ εγθεθάινπ. Γηα κηα ζηνηρεηψδε απεηθφληζε ηεο ιεηηνπξγίαο ηνπ εγθεθάινπ ζα επηζπκνχζακε λα είρακε ηνπιάρηζηνλ έλα δίπνιν, πνπ λα αληηπξνζσπεχεη έλαλ (ρσξηθφ) κέζν φξν δξαζηεξηφηεηαο, γηα θάζε εγθεθαιηθφ ζρεκαηηζκφ γηα ηνλ νπνίν έρνπκε ππφλνηεο φηη ζπκκεηέρεη ζηα θαηλφκελα πνπ θαηαγξάθνπκε κε ην ΖΔΓ. Αλ, π.ρ., θξηζεί ηθαλνπνηεηηθφο ν αξηζκφο Κ δηπφισλ, ηφηε ζα είρακε n=6κ αγλψζηνπο θαη ζα ρξεηαδφκαζηαλ n ηηκέο δπλακηθνχ, κεηξεκέλεο ηαπηφρξνλα, γηα λα έρνπκε έλα ζχζηεκα 6Kx6K. Απφ ην (άπεηξν) ζχλνιν δπλαηψλ ζπλδπαζκψλ ηηκψλ ησλ ζπληζησζψλ ησλ Κ δηπφισλ θαη ησλ πηζαλψλ ζέζεψλ ηνπο, ε ΜΔΓ ζηνρεχεη λα βξεη απηφλ πνπ ειαρηζηνπνηεί ηελ πνζφηεηα ππνινίπνπ (residual): (5.8) Αλαδεηνχκε, ινηπφλ, δίπνια ηα νπνία ειαρηζηνπνηνχλ ηελ ηεηξαγσληθή ξίδα ηνπ αζξνίζκαηνο ησλ ηεηξαγψλσλ ησλ δηαθνξψλ ησλ δπλακηθψλ πνπ ππνινγίδνπκε κε βάζε απηά ηα δίπνια θαη ησλ δπλακηθψλ πνπ κεηξάκε κε ην ΖΔΓ. Ζ ΜΔΓ θαηαιήγεη, ινηπφλ, λα απνηειεί κηα εηδηθή εθαξκνγή ηεο, γλσζηήο ζηε ζεσξία βειηηζηνπνίεζεο, κεζφδνπ πξνζαξκνγήο ειάρηζησλ ηεηξαγψλσλ. Ζ ιχζε ηνπ αληίζηξνθνπ πξνβιήκαηνο ζα είλαη αθξηβψο απηφο ν βέιηηζηνο ζπλδπαζκφο ηηκψλ γηα ηηο ζπληζηψζεο ησλ Κ δηπφισλ θαη ηηο ζέζεηο ηνπο ζηνλ ρψξν, πνπ ζα ππνινγηζηεί γηα κία ζπγθεθξηκέλε ρξνληθή ζηηγκή. Ζ δηαδηθαζία επαλαιακβάλεηαη, κε αλεμάξηεην ηξφπν ζε θάζε επαλάιεςε ηεο εθαξκνγήο, γηα θάζε ρξνληθή ζηηγκή δεηγκαηνιεςίαο γηα ηελ νπνία δηαζέηνπκε ηηο δεξκαηηθέο θαηαγξαθέο ΖΔΓ. Αλ, εθηφο απφ ηνλ αξηζκφ (K) ησλ δηπφισλ, κπνξεί λα ζεσξεζεί γλσζηή θαη ε ζέζε θάζε δηπφινπ, ηφηε ν αξηζκφο ησλ αγλψζησλ πεξηνξίδεηαη ζην κηζφ (n=3κ), κε αληίζηνηρν πεξηνξηζκφ ηνπ αξηζκνχ ησλ εμηζψζεσλ πνπ ρξεηάδεηαη λα επηιπζνχλ ηαπηφρξνλα. Κπξίσο, φκσο, νη εμηζψζεηο πνπ ζπλδένπλ ηα κεηξνχκελα δπλακηθά κε ηα πξνο εχξεζε δίπνια (αληίζηνηρεο ησλ Δξιζώζευν 5.7.1-5.7.6) θαζίζηαληαη γξακκηθέο, κε απνηέιεζκα ηελ επθνιφηεξε επίιπζε ηνπ ζπζηήκαηνο εμηζψζεσλ ηνπ αληίζηξνθνπ πξνβιήκαηνο. ηελ πεξίπησζε απηή ην ζχζηεκα εμηζψζεσλ, γηα νπνηαδήπνηε γεσκεηξία θαη αλ πηνζεηήζνπκε (ζθαηξηθή ή ξεαιηζηηθή), πξαθηηθά κπνξεί λα γξαθεί σο έλα ζχζηεκα κεηξψλ ηεο κνξθήο: V = G. x (5.9) ή (5.10) φπνπ ζεσξνχκε φηη έρνπκε m γλσζηέο ηηκέο δπλακηθνχ θαη αλαδεηνχκε ηηο ηηκέο ησλ ζπληζησζψλ K δηπνιηθψλ πεγψλ (n=3k). Δίλαη, δειαδή, x 1 =M 1x, x 2 =M 1y, x 3 =M 1z νη 135

ζπληζηψζεο ηνπ 1 νπ δηπφινπ, x 4 =M 2x, x 5 =M 2y, x 6 =M 2z νη ζπληζηψζεο ηνπ 2 νπ δηπφινπ θαη x n- 2 =M nx, x n-1 =M ny, x n =M nz νη ζπληζηψζεο ηνπ nνπ δηπφινπ. Πξέπεη λα πξνζέμνπκε φηη ζην ζχζηεκα Eξιζώζευν 5.10 δελ έρεη ηεζεί σο αλαγθαζηηθή πξνυπφζεζε ν αξηζκφο γλσζηψλ πνζνηήησλ (m) λα ηζνχηαη κε ηνλ αξηζκφ ησλ αγλψζησλ (n). Αλ είλαη m=n, ηφηε κπνξεί λα ππνινγηζηεί κε αξηζκεηηθέο πξνζεγγηζηηθέο ηερληθέο ε κήηξα G -1, δει. ε αληίζηξνθε ηεο G θαη ε ιχζε ηνπ αληίζηξνθνπ πξνβιήκαηνο κπνξεί λα γξαθηεί σο: x = G -1. V (5.11) Αλ είλαη m n, ηφηε ε mxn κήηξα G δελ είλαη ηεηξαγσληθή θαη δελ ππάξρεη ε αληίζηξνθή ηεο, φκσο, κπνξεί κε δηάθνξεο ηερληθέο λα ππνινγηζηεί ε ιεγφκελε ςεπδναληίζηξνθε κήηξα G +, ε νπνία έρεη ηελ ηδηφηεηα G +. G=Η, φπνπ Η ε nxn κνλαδηαία κήηξα. 5.5.3 ΜΔΘΟΓΟΗ ΔΝΣΟΠΗΜΟΤ ΓΗΠΟΛΗΚΩΝ ΚΑΣΑΝΟΜΩΝ 5.5.3.1 ΔΗΑΓΩΓΖ Ζ αλαδήηεζε κεκνλσκέλσλ δηπφισλ ήηαλ ε πξψηε κέζνδνο πνπ εθαξκφζηεθε γηα ηελ επίιπζε ηνπ αληίζηξνθνπ πξνβιήκαηνο ζηελ ειεθηξνεγθεθαινγξαθία, απφ ηε δεθαεηία ηνπ 1980, θπξίσο ιφγσ ηεο ζρεηηθήο ππνινγηζηηθήο ηεο απιφηεηαο, πνπ ήηαλ ζεκαληηθφο παξάγνληαο ιφγσ ησλ κηθξψλ, ηφηε, δπλαηνηήησλ ησλ ππνινγηζηψλ. Όκσο ε ηερληθή έρεη ζεκαληηθνχο πεξηνξηζκνχο, νη νπνίνη αλαιχνληαη παξαθάησ. Πξψηνλ, ε επηινγή ελφο πεπεξαζκέλνπ αξηζκνχ δηπφισλ (ζπλήζσο κηθξφηεξνπ ησλ 100 θαη ζε πνιιέο πεξηπηψζεηο αξθεηά κηθξφηεξνπ αξηζκνχ) ζεκαίλεη φηη θάζε δίπνιν ζα αληηπξνζσπεχεη φρη έλα καθξνζθνπηθφ δίπνιν κηαο κηθξήο (1-3 mm 3 ) πεξηνρήο ηνπ εγθεθάινπ, αιιά έλα ρσξηθά ζπγθεληξσκέλν «θέληξν βάξνπο» κηαο εγθεθαιηθήο δξαζηεξηφηεηαο πνπ επεθηείλεηαη ζε πεξηνρή κεγαιχηεξνπ φγθνπ. Όκσο, ε ιεπηνκεξήο θαη κε θιηληθή αμία κειέηε ηεο ειεθηξηθήο ιεηηνπξγίαο ηνπ εγθεθάινπ απαηηεί ηελ χπαξμε ηξηζδηάζηαησλ «ραξηψλ» ηεο ειεθηξηθήο εγθεθαιηθήο δξαζηεξηφηεηαο κε αθξίβεηα αληίζηνηρε απηψλ πνπ πξνζθέξνπλ νη ζχγρξνλεο απεηθνληζηηθέο κέζνδνη (CT, MRI, ιεηηνπξγηθή απεηθφληζε καγλεηηθνχ ζπληνληζκνχ), πξάγκα πνπ δελ είλαη εθηθηφ κε ηε ρξήζε κεκνλσκέλσλ δηπφισλ σο «ρσξηθψλ αληηπξνζψπσλ» εθηεηακέλσλ πεξηνρψλ. Γεχηεξνλ, ε επηινγή ηνπ αξηζκνχ ησλ δηπφισλ, ηα νπνία ζα αλαδεηεζνχλ, δελ κπνξεί εχθνια λα ζηνηρεηνζεηεζεί εθ ησλ πξνηέξσλ, φπσο θαη ην πιήζνο θαη ε έθηαζε ζπγθεθξηκέλσλ πεξηνρψλ ηνπ εγθεθάινπ γηα ηηο νπνίεο ππάξρνπλ ελδείμεηο φηη ζπκκεηέρνπλ ζηελ ειεθηξνγέλεζε ησλ κεηξνχκελσλ δπλακηθψλ. Αλ ν αξηζκφο ησλ πξνο αλίρλεπζε δηπφισλ αθεζεί θαη απηφο αλνηθηφο πξνο δηεξεχλεζε, πέξαλ ηεο κεγάιεο ππνινγηζηηθήο επηβάξπλζεο ησλ αιγνξίζκσλ επίιπζεο, ε πεηξακαηηθή δηεξεχλεζε έρεη δείμεη φηη ε ηειηθή επηινγή ησλ δηπφισλ, πνπ ζα θάλεη ν φπνηνο αιγφξηζκνο ρξεζηκνπνηεζεί, πνιχ ζπρλά δελ εληνπίδεη δίπνια ζε πεξηνρέο πνπ αλακελφηαλ λα ππάξρεη θάπνηα δξαζηεξηφηεηα (ελψ θιηληθά είλαη γλσζηφ φηη ππάξρεη). Απηφ, βέβαηα, ην πξφβιεκα εκθαλίδεηαη, αλ θαη κε ιηγφηεξε έληαζε, θαη φηαλ έρνπκε πξνθαζνξίζεη ηνλ αξηζκφ, αιιά φρη ηε ζέζε ησλ δηπφισλ. Με ζθνπφ ηελ παξαγσγή ηξηζδηάζηαησλ εηθφλσλ ηεο ειεθηξηθήο εγθεθαιηθήο δξαζηεξηφηεηαο, δει. ηελ ηνκνγξαθηθή απεηθφληζε ηεο ειεθηξηθήο ιεηηνπξγίαο ηνπ εγθεθάινπ (ειεθηξηθή ηνκνγξαθία εγθεθάινπ) απφ ηε δεθαεηία ηνπ 1990, έρνπλ πξνηαζεί θαη ζπλερψο δηεξεπλψληαη ηερληθέο πνπ επηδηψθνπλ ηνλ εληνπηζκφ δηπνιηθψλ θαηαλνκψλ πνπ λα θαιχπηνπλ φιε ηελ πεξηνρή ηνπ εγθεθάινπ, φπνπ γλσξίδνπκε φηη ππάξρνπλ λεπξψλεο [10]. ηηο ηερληθέο απηέο πηνζεηείηαη έλα γεσκεηξηθφ πξφηππν ηνπ αλζξψπηλνπ θεθαιηνχ, είηε ζθαηξηθήο είηε ξεαιηζηηθήο γεσκεηξίαο, θαη φινο ν ρψξνο, πνπ ζην πξφηππν ζεσξείηαη φηη αληηζηνηρεί ζε ελ δπλάκεη ελεξγφ λεπξσληθή πεξηνρή, δηαθξηηνπνηείηαη ζε κεγάιν αξηζκφ (>1000-2000) voxels. Τπνηίζεηαη φηη ζην γεσκεηξηθφ θέληξν θάζε voxel ππάξρεη έλα δίπνιν, ηνπ νπνίνπ ην δηάλπζκα δηπνιηθήο ξνπήο ζέινπκε λα ππνινγίζνπκε (δει. ηηο 3 ζπληζηψζεο απηνχ ηνπ δηαλχζκαηνο). Σν αλ ππάξρεη ή φρη δξαζηεξηφηεηα ζε θάζε voxel αλακέλνπκε απφ 136

ηνλ αιγφξηζκν επίιπζεο ηνπ αληίζηξνθνπ πξνβιήκαηνο λα καο ην ππνδείμεη, ζχκθσλα κε ηηο ηηκέο πνπ ζα ππνινγίζεη γηα ηηο ζπληζηψζεο ηνπ δηαλχζκαηνο ηεο δηπνιηθήο ξνπήο ηνπ δηπφινπ εθάζηνπ voxel. ηελ ειεθηξηθή ηνκνγξαθία ηνπ εγθεθάινπ, φηαλ απηή ζηεξίδεηαη ζηε ΜΔΓ, ην αληίζηξνθν πξφβιεκα απαηηεί ηελ επίιπζε ελφο ζπζηήκαηνο εμηζψζεσλ (ή ηζνδχλακα κίαο εμίζσζεο κεηξψλ) φπσο ην ζχζηεκα Δξιζώζευν 5.10, φπνπ φκσο πιένλ είλαη m<<n. ηελ πεξίπησζε απηή, πξέπεη αλαγθαζηηθά λα ππνινγηζηεί ε ςεπδναληίζηξνθνο κήηξα θαη ην καζεκαηηθφ πξφβιεκα είλαη έληνλα «ππνθαζνξηζκέλν», δει. ν αξηζκφο ησλ γλσζηψλ πνζνηήησλ (ησλ ηηκψλ δπλακηθνχ) είλαη πνιχ κηθξφηεξνο ηνπ αξηζκνχ ησλ αγλψζησλ (ησλ ηηκψλ ησλ ζπληζησζψλ ησλ δηαλπζκάησλ δηπνιηθήο ξνπήο ησλ ειεθηξηθψλ δηπφισλ). ηε ζπλέρεηα ζα αλαθέξνπκε ράξηλ ζπληνκίαο ηνλ φξν «ζπληζηψζεο ηνπ δηπφινπ» θαη «έληαζε ηνπ δηπφινπ» ελλνψληαο «ζπληζηψζεο ηνπ δηαλχζκαηνο δηπνιηθήο ξνπήο ηνπ ειεθηξηθνχ δηπφινπ» θαη «πιάηνο ηνπ δηαλχζκαηνο δηπνιηθήο ξνπήο ηνπ ειεθηξηθνχ δηπφινπ». Μπνξεί λα απνδεηρζεί φηη ζεσξεηηθά ππάξρνπλ άπεηξεο ιχζεηο γηα ζπζηήκαηα εμηζψζεσλ, φπσο ην ζχζηεκα Δξιζώζευν 5.10. Γηα ηελ εχξεζε κηαο ζπγθεθξηκέλεο απφ ηηο (ζεσξεηηθά) άπεηξεο ιχζεηο, πξέπεη λα εθαξκνζηεί έλα θξηηήξην επηινγήο ηεο ιχζεο, ην νπνίν ζα ελζσκαησζεί ζηνλ αιγφξηζκν επίιπζεο. 5.5.3.2 ΣΔΥΝΗΚΔ ΑΠΟΓΟΜΖΖ ΗΓΗΑΕΟΤΩΝ ΣΗΜΩΝ (Singular Value Decomposition - SVD) Τπνζέηνπκε φηη ην αληίζηξνθν πξφβιεκα εθθξάδεηαη κε ηελ παξαθάησ εμίζσζε: V=G. x (5.12) Ζ άγλσζηε θαηαλνκή ζπληζησζψλ ησλ δηπφισλ, ηελ νπνία αλαδεηνχκε επηιχνληαο ηελ Δξίζυζη 5.12, ζα ζπκβνιίδεηαη κε x Real. Έζησ φηη ε ιχζε ηεο Δξίζυζηρ 5.12 επηδεηνχκε λα είλαη ηαπηφρξνλα ιχζε ηνπ πξνβιήκαηνο βειηηζηνπνίεζεο: «Να επξεζεί ην δηάλπζκα x LS ην νπνίν ειαρηζηνπνηεί ηε δηαθνξά Gx-V». Κάζε δηάλπζκα, ην νπνίν απνηειεί ιχζε ηνπ παξαπάλσ πξνβιήκαηνο, νλνκάδεηαη ιχζε «ειάρηζησλ ηεηξαγψλσλ». Αλ ππάξρνπλ πεξηζζφηεξα ηνπ ελφο δηαλχζκαηα πνπ δίλνπλ ην ίδην ειάρηζην ζηελ πνζφηεηα Gx-V, ηφηε απφ απηά επηιέγνπκε εθείλν πνπ έρεη ηελ ειάρηζηε λνξκ x LS. Σν δηάλπζκα απηφ, ην ζπκβνιίδνπκε κε x MNLS, θαη δίλεηαη απφ ηνλ ηχπν: x MNLS =G + V (5.13) φπνπ G + είλαη ε ςεπδναληίζηξνθνο κήηξα ηεο G. Δίλαη γλσζηφ φηη θάζε κήηξα G δηαζηάζεσλ mxn κπνξεί λα αλαιπζεί σο εμήο: G=UDL T (5.14) φπνπ U θαη L είλαη νξζνγψληεο κήηξεο βαζκνχ m θαη n αληίζηνηρα θαη ην ζχκβνιν T ζπκβνιίδεη ηελ αλάζηξνθε κηαο κήηξαο, δει. αλ ε κήηξα W είλαη δηαζηάζεσλ mxn, ε W T είλαη nxm θαη νη ζηήιεο (γξακκέο) ηεο W έρνπλ γίλεη γξακκέο (ζηήιεο) ηεο W T. ηελ Δξίζυζη 5.14 ε D είλαη κήηξα δηαζηάζεσλ mxn ηεο κνξθήο D=[ 0 ] (5.15) ηελ Δξίζυζη 5.15 ε κήηξα είλαη δηαγψληα, δηαζηάζεσλ mxm κε =diag(s 1,...,s r,0,...,0), φπνπ r είλαη ν βαζκφο ηεο κήηξαο G θαη 0 είλαη κεδεληθφο πίλαθαο δηαζηάζεσλ mxn. ηελ παξαπάλσ αλάιπζε ζεσξνχκε φηη m<n. Οη κε κεδεληθέο πνζφηεηεο s 1,...,s r νλνκάδνληαη ηδηάδνπζεο ηηκέο (singular values) ηεο κήηξαο G θαη ε αλαπαξάζηαζε ηεο κήηξαο ζηε κνξθή 137

ηεο Δξίζυζηρ 5.14 νλνκάδεηαη «απνδφκεζε ηδηαδνπζψλ ηηκψλ» (singular value decomposition SVD) ηεο G. Υξεζηκνπνηψληαο ηελ ηερληθή SVD ε ςεπδναληίζηξνθνο δίλεηαη απφ ηνλ ηχπν [11]: G + =LD + U T (5.16) ηελ Δξίζυζη 5.16 ε κήηξα D + είλαη δηαζηάζεσλ nxm θαη έρεη ηε κνξθή D + = ( (5.17) ηελ Δξίζυζη 5.17 ε κήηξα -1 είλαη δηαγψληα, δηαζηάζεσλ mxm κε -1 =diag(1/s 1,...,1/s r,0,...,0) θαη 0 είλαη κεδεληθφο πίλαθαο δηαζηάζεσλ (n-m)xm. ηελ πεξίπησζε πνπ ρξεζηκνπνηνχκε ηελ ηερληθή SVD γηα ηελ επίιπζε ηεο Δξίζυζηρ 5.13 γξάθνπκε x MNLS =x SVD. Ζ εχξεζε ηνπ δηαλχζκαηνο x Real κέζσ ηεο Δξίζυζηρ 5.13 κε ρξήζε ηεο ηερληθήο SVD, ζηελ πεξίπησζε πνπ ν ιφγνο c ηεο κέγηζηεο ηδηάδνπζαο ηηκήο s 1 πξνο ηελ ειάρηζηε s r είλαη ηδηαίηεξα κεγάινο (>10 3 ), κπνξεί λα νδεγήζεη ζε ηδηαίηεξα κεγάια ζθάικαηα, φηαλ ηα δεδνκέλα V δηαβξψλνληαη απφ ζφξπβν. Ζ Δξίζυζη 5.13 κπνξεί λα γξαθεί θαη σο: x MNLS = ( (5.18) φπνπ L i είλαη ην i δηάλπζκα ζηήιεο δηάζηαζεο n ηεο κήηξαο L θαη U i είλαη ην i δηάλπζκα ζηήιεο δηάζηαζεο m ηεο κήηξαο U. Γηα λα δηεπθνιχλνπκε ηελ αλάιπζε, ζα αλαπαξαζηήζνπκε κε x k SVD-TR ην δηάλπζκα πνπ πξνθχπηεη απφ ηελ εθαξκνγή ηεο Δξίζυζηρ 5.18 κε ηελ πξφζζεζε κέρξη θαη ηνπ k φξνπ (1 k r). H δηαδνρηθή πξφζζεζε δηαλπζκάησλ ζηελ Δξίζυζη 5.18 δίλεη έλα δηάλπζκα x k SVD-TR, ην νπνίν γηα θάπνηα ηηκή ηνπ k παξνπζηάδεη απφιπην ειάρηζην ηεο απφζηαζεο απφ ην δεηνχκελν x MNLS θαη κεηά ε απφζηαζε απηή κεγαιψλεη. Έρεη, ινηπφλ, ελδηαθέξνλ λα βξεζεί κία κέζνδνο πνπ ζα δίλεη απηήλ ηελ ηηκή k=k min, γηα ηελ νπνία έρνπκε ειαρηζηνπνίεζε ηεο πνζφηεηαο x k SVD-TR - x Real. ηελ πεξίπησζε απηή, έρνπκε εθαξκνγή ηεο ηερληθήο SVD κε απνθνπή, ζηελ νπνία ε άζξνηζε πνπ ππνδειψλεη ε Δξίζυζη 5.18 ζηακαηά ζηνλ φξν k=k TR. Γηα ηελ εχξεζε ηνπ k min έρεη πξνηαζεί ε εθαξκνγή ηνπ θξηηεξίνπ πιεξνθνξίαο θαηά Akaike [12: χκθσλα κε απηφ, k min είλαη ε ηηκή k γηα ηελ νπνία ειαρηζηνπνηείηαη ε πνζφηεηα: AIC mlog{(gg k + V-V) T (GG k + V-V)}+2k (5.19) φπνπ G + k =LD + k U T θαη ε D + k πξνθχπηεη απφ ηελ D + αληηθαζηζηψληαο ζηε -1 ηεο Δξίζυζηρ 5.17 ηνπο δηαγψληνπο φξνπο 1/s j κε κεδεληθά γηα j>k. Δλαιιαθηηθά ηεο παξαπάλσ κεζφδνπ, έρνπλ πξνηαζεί κέζνδνη νη νπνίεο πξνηείλνπλ ηνλ ππνινγηζκφ ηνπ x k SVD-TR, έσο ηεο ηηκήο k=k TR γηα ηελ νπνία: 1. Ζ λνξκ ηνπ x k SVD-TR δελ ππεξβαίλεη θάπνηα πξνθαζνξηζκέλε ηηκή. Σν θξηηήξην απηφ νλνκάδεηαη θξηηήξην «νξίνπ ηεο λνξκ» [12]. 2. Ο ιφγνο s 1 /s k δελ ππεξβαίλεη κηα πξνθαζνξηζκέλε ηηκή, αλάινγε ηνπ επηπέδνπ ηνπ ζνξχβνπ πνπ ππάξρεη ζηε V. Σν θξηηήξην απηφ ηζρπξνπνηείηαη, φηαλ, παξαηεξψληαο νπηηθά ηελ θακπχιε f(k)=s k ζε κε ινγαξηζκηθνχο άμνλεο, νη ηηκέο πέξαλ ηεο s ktr παξνπζηάδνπλ κηθξέο πεξαηηέξσ αιιαγέο ζηηο ηηκέο ηνπο θαη δεκηνπξγνχλ κία «ηειηθή αθνινπζία ηδηαδνπζψλ ηηκψλ» (σήμα 5.30). 138

5.5.3.3 ΣΔΥΝΗΚΔ ΚΑΝΟΝΗΚΟΠΟΗΖΖ ΚΑΣΑ TIKHONOV (TIKHONOV REGULARIZATION TECHNIQUES TRT) Ωο επέθηαζε ησλ ηερληθψλ SVD ζηελ αληηζηξνθή κεηξηθψλ εμηζψζεσλ ηεο κνξθήο ηεο Δξίζυζηρ 5.12, φπνπ ε G δελ είλαη ηεηξαγσληθή θαη εκθαλίδνληαη πξνβιήκαηα ζηνλ ππνινγηζκφ ηεο x MNLS, έρεη ρξεζηκνπνηεζεί επξέσο ε ηερληθή θαλνληθνπνίεζεο θαηά Tikhonov (Tikhonov regularization technique - TRT) [13]. ηε TRT κεδεληθήο ηάμεο επηδηψθνπκε ηελ επίιπζε ηεο Δξίζυζηρ 5.12 κε εχξεζε ηνπ δηαλχζκαηνο x γηα ην νπνίν ειαρηζηνπνηείηαη ζηνλ ρψξν R n ην ζπλαξηεζηαθφ: Ε γ (x)= Gx-V 2 +γ x 2 (5.20) κε γ 0. Γηα δεδνκέλν γ, ε ιχζε ηνπ παξαπάλσ πξνβιήκαηνο ειαρηζηνπνίεζεο είλαη κνλαδηθή θαη δίλεηαη απφ ηνλ ηχπν: x(γ)=(g Σ G+γI) -1 G T V (5.21) Γηα γ 0, ε παξαπάλσ ιχζε ηαπηίδεηαη κε απηήλ ηεο ηερληθήο SVD. To πξφβιεκα πνπ ηίζεηαη κε ηε κέζνδν TRT ζπλίζηαηαη ζηελ εχξεζε ηνπ γ=γ min εθείλνπ γηα ην νπνίν ε πνζφηεηα Gx(γ)-V 2 ειαρηζηνπνηείηαη, δηφηη απηφ είλαη πνπ επηδηψθνπκε λα επηηχρνπκε. Γηα ηελ εχξεζε ηνπ γ=γ min έρεη ρξεζηκνπνηεζεί ην θξηηήξην ηνπ «ζχλζεηνπ ηειεζηή ππνινίπνπ θαη εμνκάιπλζεο» (composite residual and smoothing operator CRESO) [12,14]. χκθσλα κε απηφ ην θξηηήξην επηιέγεηαη ε ηηκή γ=γ CRESO, γηα ηελ νπνία ζπκβαίλεη ην πξψην ζρεηηθφ κέγηζην ηεο ζπλάξηεζεο c(γ)=db(γ)/dt, φπνπ b(γ)=γ x(γ) 2 - Gx(γ)-V 2 (5.22) ηηο ηερληθέο πνπ έρνπλ κειεηεζεί γηα ηελ επίιπζε ηνπ αληίζηξνθνπ πξνβιήκαηνο πεξηιακβάλεηαη θαη κηα ηερληθή ε νπνία απνηειεί έλα ζπλδπαζκφ ηεο ηερληθήο TRT θαη ηεο ηερληθήο SVD κε απνθνπή (ηερληθή TRT κε απνθνπή) [14]. πγθεθξηκέλα, γηα δεδνκέλεο ηηκέο ησλ παξακέηξσλ γ θαη k (1 k m), ππνινγίδνπκε ην δηάλπζκα x k,γ TIKH-TR=LP (5.23) φπνπ P είλαη δηάλπζκα ζηήιεο δηάζηαζεο nx1 κε ζηνηρεία p j =s j b j /(s j 2 +γ 2 ), γηα 1 j k θαη p j =0, γηα k<j n (5.24) ηελ Δξίζυζη 5.24 b j, j=1,,n είλαη ηα ζηνηρεία ηνπ πίλαθα ζηήιε B=U T V (5.25) ηφρνο ηεο κεζφδνπ είλαη λα εληνπίζεη ην k=k TR =k min εθείλν, γηα ην νπνίν, γηα ζπγθεθξηκέλν γ, ζα έρνπκε ειαρηζηνπνίεζε ηνπ ζθάικαηνο x k,γ TIKH-TR - x Real (σήμα 5.31). Ζ βέιηηζηε απφθξηζε ηεο κεζφδνπ πξνθχπηεη, φηαλ κε εθαξκνγή, π.ρ. ηνπ θξηηεξίνπ CRESO, είλαη δπλαηή ε εχξεζε ηνπ γ min θαη κεηά, κε έλα απφ ηα θξηηήξηα απνθνπήο πνπ αλαθέξζεθαλ ζηελ ηερληθή SVD κε απνθνπή, είλαη δπλαηφο ν επηηπρήο εληνπηζκφο ηνπ k min. Γηα λα έρεη επηηπρία ε κέζνδνο, πξέπεη ην ζθάικα x k min,γ min TIKH-TR - x Real, ην νπνίν πξνθχπηεη απφ ηελ επηινγή 139

ησλ γ min θαη k min, λα είλαη κηθξφηεξν απφ ην ζθάικα πνπ ζα πξνθχςεη απφ νπνηνλδήπνηε άιιν ζπλδπαζκφ k TR θαη γ. σήμα 5.30 πλάξηεζε f(k)=s k ηδηαδνπζώλ ηηκώλ κηαο κήηξαο G, δηαζηάζεσλ 18x24, πιήξνπο βαζκνύ, ε νπνία ρξεζηκνπνηήζεθε γηα ηελ επίιπζε αληίζηξνθνπ πξνβιήκαηνο ηεο κνξθήο ηεο Δμίζσζεο 5.12. ηνλ άμνλα Υ δίλεηαη ν αύμσλ αξηζκόο ηεο ηδηάδνπζαο ηηκήο θαη ζηνλ άμνλα Τ ε αληίζηνηρε αξηζκεηηθή ηηκή ηεο. σήμα 5.31 ηελ αξηζηεξή γξαθηθή παξάζηαζε δίλεηαη ε εμέιημε ηεο παξακέηξνπ δ= x k,γ TIKH-TR - x Real / x k,γ TIKH-TR, κέζσ ηεο νπνίαο ειέγρνπκε θαηά πόζν πιεζηάδεη ε ιύζε ηνπ αληίζηξνθνπ πξνβιήκαηνο κε ηελ ηερληθή TRT, ηελ επηζπκεηή ιύζε (x Real ). Υξεζηκνπνηήζεθαλ 24 140

εμνκνησκέλεο πεγέο ξεύκαηνο (ζπλεπώο ην δηάλπζκα x Real ήηαλ γλσζηό), κέζσ ησλ νπνίσλ ζην επζύ πξόβιεκα ππνινγίζηεθε ην δπλακηθό ζε 18 ζεκεία ηεο εμσηεξηθήο (δεξκαηηθήο) επηθάλεηαο ελόο ηξηζηξσκαηηθνύ πξνηύπνπ ηνπ αλζξώπηλνπ θεθαιηνύ. ε απηέο ηηο ηηκέο δπλακηθνύ πξνζηέζεθε 10% ζόξπβνο. Γίλεηαη ε εμέιημε ηεο παξακέηξνπ δ γηα ην δηάζηεκα 1 γ 50. ε θάζε ηηκή γ δίλεηαη ε ηηκή δ γηα εθείλν ην k γηα ην νπνίν ειαρηζηνπνηείηαη ην δ. ηε δεμηά γξαθηθή παξάζηαζε δίλεηαη ε ηηκή ηεο παξακέηξνπ c(γ). ύκθσλα κε ηελ παξάζηαζε απηή, ε ηερληθή πνπ ρξεζηκνπνηεί ην θξηηήξην CRESO ππνδεηθλύεη επηινγή γ min = γ CRESO =6 (απηή είλαη ε ηηκή γ γηα ηελ νπνία κεγηζηνπνηείηαη ε c). Γηα ηελ ηηκή απηή ηεο γ, ε ειάρηζηε ηηκή δ πνπ κπνξνύκε λα βξνύκε (επηιέγνληαο θαηάιιειν k min ) είλαη 0,48, αξθεηά θνληά ζηελ νιηθά βέιηηζηε ηηκή δ (δ 0,46) πνπ ζα κπνξνύζε λα πξνθύςεη. 5.5.3.4 Ζ ΣΔΥΝΗΚΖ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΣΟΜΟΓΡΑΦΗΑ ΔΓΚΔΦΑΛΟΤ ΥΑΜΖΛΖ ΔΤΚΡΗΝΔΗΑ (LOW RESOLUTION BRAIN ELECTROMAGNETIC TOMOGRAPHY - LORETA) Μηα ηερληθή πνπ έρεη πξνηαζεί γηα ηελ εχξεζε θαηαλνκψλ δηπφισλ εληφο ηνπ εγθεθάινπ θαη έρεη ρξεζηκνπνηεζεί επξχηαηα κε επηηπρία είλαη ε ηερληθή «ειεθηξηθήο ηνκνγξαθίαο εγθεθάινπ ρακειήο επθξίλεηαο» (low resolution brain electromagnetic tomography - LORETA) [15]. Ζ ηερληθή απηή αλήθεη ζε εθείλε ηελ θαηεγνξία ηερληθψλ, νη νπνίεο αλαδεηνχλ ε ιχζε ηεο Δξίζυζηρ 5.12 λα είλαη ιχζε ηνπ πξνβιήκαηνο βειηηζηνπνίεζεο: «Να επξεζεί ην δηάλπζκα x LS πνπ ειαρηζηνπνηεί ηε δηαθνξά Gx-V», αιιά απφ ηηο ιχζεηο πνπ ζα βξεζνχλ, λα επηιεγεί απηή πνπ ειαρηζηνπνηεί επηπιένλ, φρη ηε λνξκ x LS - νπφηε ε ιχζε ζα δηλφηαλ απφ ηελ Δξίζυζη 5.13, αιιά ηελ πνζφηεηα x Σ Wx, φπνπ W είλαη κηα θαηάιιεια πξνεπηιεγκέλε nxn κήηξα. Απφ ηε ζεσξία κεηξψλ απνδεηθλχεηαη φηη ε ιχζε ηεο Δξίζυζηρ 5.12, ππφ απηνχο ηνπο πεξηνξηζκνχο, δίλεηαη απφ ηνλ ηχπν: x W =W -1 G Σ [GW -1 G Σ ] + V (5.26) φπνπ [GW -1 G Σ ] + ππνδειψλεη ηελ ςεπδναληίζηξνθν ηνπ πίλαθα [GW -1 G Σ ]. ηελ ηερληθή LORETA ε κήηξα W είλαη ηέηνηα, ψζηε λα επηιέγεηαη εθείλε ε ιχζε x W πνπ είλαη ε πιένλ «νκαιή», κε ηελ έλλνηα φηη ε έληαζε ηνπ δηπφινπ ζε γεηηνληθά voxels κεηαβάιιεηαη κε ηνλ νκαιφηεξν δπλαηφ ηξφπν. Απηφ ζπκβαίλεη γηαηί ε W -1 πινπνηεί έλαλ δηαθξηηφ ρσξηθφ ηειεζηή «εμνκάιπλζεο» πνπ ελζσκαηψλεη κηα παξαιιαγή ιαπιαζηαλνχ ηειεζηή. Ο ιαπιαζηαλφο κεηαζρεκαηηζκφο κηαο ρσξηθήο θαηαλνκήο ηηκψλ εμνκαιχλεη ηελ θαηαλνκή, ηζνδπλακψληαο κε έλα βαζππεξαηφ ρσξηθφ θίιηξν. ηε δηαηηζέκελε ζην δηαδίθηπν εθαξκνγή ηεο ηερληθήο LORETA (http://www.uzh.ch/keyinst/loreta.htm) ρξεζηκνπνηείηαη ζθαηξηθφ ηξηζηξσκαηηθφ γεσκεηξηθφ πξφηππν ηνπ αλζξψπηλνπ θεθαιηνχ, ζε θαξηεζηαλέο ζπληεηαγκέλεο, κε θπβηθά voxels, θνηλφ γηα φιεο ηηο πεξηπηψζεηο εθαξκνγήο ηεο κεζφδνπ (δει. αλεμαξηήησο απφ ηα γεσκεηξηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ θεθαιηνχ ηνπ θάζε εμεηαδνκέλνπ, ηνπ νπνίνπ ηηο ηηκέο δπλακηθνχ πξνζπαζνχκε λα αληηζηξέςνπκε). Γηα λα ππάξρεη κηα ηθαλνπνηεηηθή αληηζηνίρηζε ησλ θέληξσλ ησλ voxels ηνπ θπβηθνχ πιέγκαηνο ηεο LORETA (1 ν θπβηθφ πιέγκα) κε αλαηνκηθέο δνκέο ηνπ εγθεθάινπ, θάζε θέληξν voxel ηνπ θπβηθνχ πιέγκαηνο ηνπ ηξηζηξσκαηηθνχ πξνηχπνπ έρεη αληηζηνηρηζηεί ζην θέληξν ελφο voxel ελφο θπβηθνχ πιέγκαηνο ελφο ξεαιηζηηθνχ πξνηχπνπ (2 ν θπβηθφ πιέγκα). Σν ξεαιηζηηθφ απηφ πξφηππν ηεο γεσκεηξίαο ηνπ αλζξψπηλνπ θεθαιηνχ έρεη θαηαζθεπαζζεί ζην Νεπξνινγηθφ Ηλζηηηνχην ηνπ Μφληξεαι (Montreal Neurologic Institute - MNI) ηνπ Παλεπηζηεκίνπ McGill, ηνπ Μφληξεαι, ζηνλ Καλαδά (http://www.bic.mni.mcgill.ca) θαη αλαθέξεηαη σο πξφηππν ΜΝΗ [16]. ην πξφηππν ΜΝΗ, κε βάζε ηηο εηθφλεο καγλεηηθήο ηνκνγξαθίαο ηνπ θεθαιηνχ εθαηνληάδσλ αηφκσλ, έρεη θαηαζθεπαζηεί έλα πιέγκα ζεκείσλ (ην 2 ν θπβηθφ πιέγκα) ζε θαξηεζηαλφ ζχζηεκα ζπληεηαγκέλσλ. ρεδφλ θάζε θέληξν voxel ηνπ πιέγκαηνο απηνχ έρεη αληηζηνηρηζηεί ζε έλα κνλαδηθφ θέληξν voxel ελφο 3 νπ θπβηθνχ πιέγκαηνο πνπ βαζίδεηαη ζηνλ αλαηνκηθφ άηιαληα ηνπ Talairach [16], ν νπνίνο παξέρεη νπζηαζηηθά ηελ πιεξνθνξία ζε πνηα αλαηνκηθή δνκή ηνπ εγθεθάινπ αλήθεη ην θάζε θέληξν voxel ηνπ 3 νπ θπβηθνχ πιέγκαηνο. ηελ ηερληθή 141

LORETA o ρψξνο ιχζεσλ (δει. ηα θέληξα ησλ voxels ζηα νπνία αλαδεηνχκε ηηκέο ζπληζησζψλ δηπφινπ) πεξηνξίδεηαη ζηε θαηά νπζία θαη ηνλ ηππφθακπν θαη απνηειείηαη απφ 2394 voxels αθκήο 7 mm. O ρψξνο ιχζεσλ απεηθνλίδεηαη θαη ζην σήμα 5.32. Ζ ζπλεζέζηεξε απεηθφληζε είλαη απηή ζηελ νπνία ζε θάζε voxel απεηθνλίδεηαη ε ηηκή ηεο έληαζεο ηνπ δηπφινπ πνπ ππνινγίζηεθε απφ ηε LORETA γηα ην θέληξν ηνπ voxel. Ζ απαίηεζε ηεο νκαιφηεξεο δπλαηήο κεηάβαζεο ηεο ηηκήο έληαζεο ηνπ ξεπκαηηθνχ δηπφινπ απφ έλα voxel ζε έλα γεηηνληθφ ηνπ, αλ θαη ζρεηηθά ζεκειησκέλε λεπξνθπζηνινγηθά, νδεγεί ζηε δεκηνπξγία εηθφλσλ, φπνπ ε ειεθηξηθή δξαζηεξηφηεηα δηαρέεηαη ζε πεξηνρέο επξχηεξεο απφ απηέο πνπ αλακέλεηαη. Οη εηθφλεο ησλ ξεπκαηηθψλ θαηαλνκψλ θαίλνληαη ίζσο ππεξβνιηθά νκαιέο. Απηφ δηθαηνινγεί θαη ηνλ φξν «ρακειήο επθξίλεηαο» ζηνλ ηίηιν ηεο ηερληθήο. Όκσο, έρεη δεηρζεί ζε πνιιέο έξεπλεο, φπνπ ήηαλ γλσζηή κε αξθεηή αθξίβεηα ε αλακελφκελε ζέζε θάπνησλ εζηηψλ δξαζηεξηφηεηαο, φηη ηα ηνπηθά κέγηζηα ησλ θαηαλνκψλ αληηζηνηρνχλ κε κεγάιε αθξίβεηα ζηηο εζηίεο δξαζηεξηφηεηαο. Ζ ηερληθή απηή είλαη ε πιένλ ρξεζηκνπνηνχκελε ηερληθή γηα θιηληθέο έξεπλεο θαη ιφγσ ηνπ γεγνλφηνο φηη ήηαλ ε πξψηε ηερληθή πνπ έγηλε ειεχζεξα πξνζβάζηκε ζην δηαδίθηπν κέζσ ελφο εχρξεζηνπ θαη ηζρπξνχ ζηαηηζηηθά παθέηνπ ινγηζκηθνχ. Δθαξκνγέο ηεο ηερληθήο θαίλνληαη ζηα σήμαηα 5.33, 5.35 θαη 5.36. σήμα 5.32 Αμνληθέο ηνκέο ηνπ εγθεθάινπ, ζύκθσλεο κε ην πξόηππν ΜΝΗ. Με καύξν ρξώκα δείρλεηαη ν ρώξνο ιύζεσλ εληόο ηνπ θεθαιηνύ, ζηνλ νπνίν ρώξν ε ηερληθή LORETA αλαδεηεί ηηκέο έληαζεο ξεπκαηηθώλ δηπόισλ (ζην θέληξν θάζε voxel πνπ αλήθεη ζηνλ ρώξν απηό). Οη άμνλεο Υ, Τ θαη Ε ππνδεηθλύνπλ ηηο ζπληεηαγκέλεο θάζε voxel. Με πνξηνθαιί δείρλνληαη νη αλαηνκηθνί ζρεκαηηζκνί ζηνπο νπνίνπο δελ αλαδεηώληαη πεγέο. Οη εηθόλεο έρνπλ παξαρζεί κε ην ειεύζεξα δηαζέζηκν ινγηζκηθό LORETA (βι. αλαθνξά [22] θαη R.D. Pasqual-Marqui [http://www.uzh.ch/keyinst/loreta.htm], δηαηηζέκελν κε ηνπο όξνπο ηεο άδεηαο Creative Commons Attribution-Noncommercial-ShareAlike 3.0, CC-BY-NC-SA 3.0). 142

σήμα 5.33 Καηαλνκή έληαζεο δηπνιηθώλ πεγώλ κε ηελ ηερληθή LORETA. Ζ θαηαλνκή πνπ δίλεηαη ζηε ζεηξά ηξηώλ εηθόλσλ έρεη πξνθύςεη από ηνλ κέζν όξν θαηαγξαθήο ΠΓ πγηνύο λεαξνύ ελήιηθα ζε 15 ειεθηξόδηα γηα ηε ρξνληθή ζηηγκή 300 ms κεηά ηε ρνξήγεζε ηνπ εθιπηηθνύ εξεζηζκνύ. Σα 3 επίπεδα γηα ηα νπνία έρνπλ δνζεί νη ηνκνγξαθηθέο ηνκέο (αξηζηεξά: αμνληθή ηνκή, θέληξν: νβειηαία ηνκή, δεμηά: ζηεθαληαία ηνκή) ηέκλνληαη ζην ζεκείν, όπνπ ε θαηαλνκή ιακβάλεη κέγηζηε ηηκή. Οη ζπληεηαγκέλεο ηνπ ζεκείνπ απηνύ ζην ζύζηεκα ΜΝΗ δίλνληαη ζε mm πάλσ από ηελ νβειηαία ηνκή. Σα δύν βέιε ζε θάζε ηνκή ππνδειώλνπλ δύν επζείεο πνπ ηέκλνληαη ζην ζεκείν κεγίζηεο έληαζεο. Ζ ηηκή ηεο κέγηζηεο έληαζεο δίλεηαη ζε ηηκέο αλάινγεο ηνπ κa. m.οη άμνλεο Υ, Τ θαη Ε ππνδεηθλύνπλ ηηο ζπληεηαγκέλεο θαηά ΜΝΗ θάζε voxel. Απμαλνκέλεο ηεο ηηκήο ηεο έληαζεο γίλεηαη εληνλόηεξνο ν θόθθηλνο ρξσκαηηζκόο ησλ voxels. Οη εηθόλεο έρνπλ παξαρζεί κε ην ειεύζεξα δηαζέζηκν ινγηζκηθό LORETA (βι. αλαθνξά [22] θαη R.D. Pasqual-Marqui [http://www.uzh.ch/keyinst/loreta.htm], δηαηηζέκελν κε ηνπο όξνπο ηεο άδεηαο Creative Commons Attribution-Noncommercial-ShareAlike 3.0, CC-BY-NC-SA 3.0). σήμα 5.34 εκεία ηνπνζέηεζεο ησλ 15 ειεθηξνδίσλ ζην γεσκεηξηθό πξόηππν ηεο LORETA. Γίλνληαη 6 όςεηο. Σα ειεθηξόδηα είλαη απηά ζηα νπνία έγηλαλ νη θαηαγξαθέο ΠΓ, νη νπνίεο αληηζηξάθεθαλ κέζσ ηεο ηερληθήο LORETA ζηηο ξεπκαηηθέο δηπνιηθέο θαηαλνκέο πνπ δείρλνληαη ζην ρήκα 5.33. (L-left: αξηζηεξά, R-right: δεμηά, A-anterior: εκπξόζζην, P-posterior: νπίζζην, S-superior: αλώηεξν, I-inferior: 143

θαηώηεξν, top: άλσ, back: πίζσ, bottom: θάησ, front: κπξνζηά). Οη εηθόλεο έρνπλ παξαρζεί κε ην ειεύζεξα δηαζέζηκν ινγηζκηθό LORETA (βι. αλαθνξά [22] θαη R.D. Pasqual-Marqui [http://www.uzh.ch/keyinst/loreta.htm], δηαηηζέκελν κε ηνπο όξνπο ηεο άδεηαο Creative Commons Attribution-Noncommercial-ShareAlike 3.0, CC-BY-NC-SA 3.0). σήμα 5.35 Καηαλνκή έληαζεο δηπνιηθώλ πεγώλ κε ηελ ηερληθή LORETA, πνπ έρεη πξνθύςεη από ηελ επίιπζε ηνπ ίδηνπ αληίζηξνθνπ πξνβιήκαηνο, όπσο θαη ρήκα 5.33, ζε αμνληθέο ηνκέο πνπ θαιύπηνπλ όιν ηνλ ρώξν ιύζεσλ. Οη εηθόλεο έρνπλ παξαρζεί κε ην ειεύζεξα δηαζέζηκν ινγηζκηθό LORETA (βι. αλαθνξά [22] θαη R.D. Pasqual-Marqui [http://www.uzh.ch/keyinst/loreta.htm], δηαηηζέκελν κε ηνπο όξνπο ηεο άδεηαο Creative Commons Attribution-Noncommercial-ShareAlike 3.0, CC-BY-NC-SA 3.0). 144