Cum a aparut EEG-ul (electroencefalograma)?

EEG-ul – electroencefalografia (cuvantul grecesc “enzephalon” inseamna “creier”) este o masuratoare a tiparelor undelor cerebrale continue sau, mai general spus, a activitatii electrice a creierului uman, inregistrata cu ajutorul unor electrozi pozitionati la nivelul scalpului, dupa un tipar standardizat.

Rezultatele reprezinta suma activitatii milioanelor de neuroni individuali. Acest procedeu este intens folosit pentru determinarea etapelor somnului sau pentru diagnosticarea unor afectiuni ale sistemului nervos (crizele epileptice, moartea cerebrala etc.). Depistand undele creierului, neurologii si psihiatrii pot sa recunoasca tulburarile functionale ale sistemului nervos si pot stabili terapia cea mai potrivita.

In secolul al XVIII-lea, desi se demonstrase ca nervii din corp pot fi stimulati, nimeni nu putea explica ce fel de energie este folosita de nervul stimulat. In 1780, medicul italian Luigi Galvani (cel care a descoperit si procesul galvanizarii, denumit astfel dupa numele lui) a sustinut ca organismul este cel care produce electricitatea care contracta muschii, proband aceasta afirmatie cu un experiment: a legat muschiul si nervul de la piciorul amputat al unei broaste la doi conductori de metal, efectul fiind ca piciorul a inceput sa se miste.

Alessandro Volta, un fizician contemporan cu Galvani, considera, dimpotriva, ca electricitatea era produsa de metalul cu care piciorul era in contact. Controversa a fost rezolvata o jumatate de secol mai tarziu, de Emil Heinrich DuBois Reymond, medic german, care, inca din timpul facultatii, scrisese un tratat despre pestii dotati cu elecricitate.

El a masurat, cu ajutorul unor instrumente speciale, curent de joasa tensiune, in nervi si muschi. Cercetarile sale stau la baza electrofiziologiei moderne si au avut un rol major in inventiile, ulterioare, ale aparatelor pentru efectuarea electrocardiogramei (ECG) si encefalogramei (EEG).

Inovatiile tehnologice din secolul al XIX-lea au exercitat un imapact foarte puternic asupra conceptiilor referitoare la corpul uman, mai ales asupra celor legate de bolile mintale, multa vreme explicate ca efect al fortelor “demonice”.

Corpul fizic, perceput prin prisma noilor descoperiri, aparea ca un “gadget” electric, care trebuia diagnosticat si reparat, dupa caz, cu uneltele necesare. In mod asemanator, creierul uman, definit ca o componenta “tehnica” a dobandit din ce in ce mai multa sustinere, datorita identificarii activitatii electrice a sistemului nervos central si prin dezvoltarea ulterioara a inregistrarilor EEG (electroencefalografie), cu ajutorul carora erau identificate aceste tipare de activitate.

In anul 1924, experimentele pe sobolani de laborator, ale psihiatrului de origine germana, Hans Berger, au dus la dezvoltarea primei proceduri pentru obtinerea unor “desene” ale undelor cerebrale, prin inregistrarea semnalelor nervoase ale neuronilor din sistemul nervos central.

Experimentele lui Berger, ce implicau folosirea unui “elektrenkephalograph” (versiunea primitiva a EEG-ului de astazi), au identificat niste tipare electrice oscilante, asociate, de cele mai multe ori, cu comportamentul – activitatea vizuala, starile de veghe si chiar si anumite sarcini simple mentale. Pentru a masura curentii electrici identificati in scalpul uman, Berger a fixat  placi de argint umezite, in diferite locuri, pe pielea capului, acestea continuandu-se cu benzi de cauciuc, conectate printr-un cablu la aparatul de masurat.

A amplificat electronic diferenta de voltaj dintre electrozi, pentru a pune in miscare un varf care reda, pe hartie, activitatea electrica, sub forma unei curbe. Undele cerebrale ale unui bebelus sanatos, de exemplu, erau inregistrate sub forma unei linii fara mari fluctuatii, iar ale unui adult tanar, ca niste mici zig-zag-uri. In cazul unor afectiuni ale creierului, reprezentarea grafica aparea sub forma unor curbe mari, neregulate.

Pe fundalul unor descoperiri majore in ceea ce priveste lumea medicala a acelor vremuri (inventarea unor dispozitive electro-magnetice, a senzorilor de inregistrare) Berger isi continua experimentele pana in 1938, cand echipamentul electroencefalografic devine o unealta standard de diagnosticare, folosita de neurologi.

Toate aceste dispozitive avansate, pentru vremea respectiva, la care se adauga si teoria lui Berger, care presupunea ca semnalele cerebrale pot oferi o idee despre fenomenele ce au loc in interiorul mintii unui individ, au schimbat semnificativ abordarea bolilor neurologice.

Electroterapia, EEG-ul, prin promisiunea tacita de a vindeca intregul corp uman, prin aplicarea de curent electric, a iscat, pe langa teama sau speranta si destule controverse – daca intrega capacitatea a unui organism de a se vindeca si de a deveni puternic este data de conectarea fizica la curenti electrici, cum de nu reuseste nimeni sa se vindece doar prin atingerea unei surse de curent?

Aceasta atitudine nefasta a incurajat ideea de a vedea viitorii pacienti ca pe niste aparate care trebuie reparate, mentinute si chiar imbunatatite de catre o intreaga pleiada de falsi terapeuti, care aveau ca hobby electricitatea sau erau cercetatori amatori.

Daca ar fi sa trasam, pe o linie temporala imaginara, istoria EEG-ului, aceasta ar arata ca in randurile de mai jos:

In anul 1870, un fizician englez, Richard Caton, a fost primul cercetator care a reusit sa descopere ca intreg creierul uman este capabil sa genereze electricitate. Acest fapt a fost sustinut prin intermediul unor experimente de laborator, facute pe maimute si caini, care presupuneau plasarea unor electrozi ai unui galvanometru in contact cu suprafata creierului, dovedind aparitia unor oscilatii ritmice induse de lumina.

In 1924, Hans Berger, psihiatru de origine germana, a plasat doi electrozi la nivelul scalpului unui pacient si a detectat un mic curent, prin intermediul unui galvanizator balistic.

In anul 1912, fiziologul de origine rusa, Vladimir Vladimirovich Pravdich-Neminsky, publica primul EEG si potentialele evocate ale mamiferelor ce faceau parte din experiment (potentiale evocate, adica ERP – Event-Related Potential, acestea desemnand modificarea potentialului electric al sistemului nervos, ca raspuuns la un stimul extern – sunet, lumina etc.) .

In anul 1914, Cybulsky si Jelenska-Macieszyna au fotografiat inregistrarile electroencefalografice ale crizelor epileptice induse experimental.

In anul 1934, Fisher si Lowenback au fost primii care au inregstrat varfurile epileptice pe un grafic, cu ajutorul electroencefalogramei, iar in anul 1935, Gibbs, Davis si Lennox au fost cei care au descris tiparele activitatii electrice, in cadrul crizelor epileptice de tip absenta.

In anul 1936, se deschide primul laborator de EEG, in cadrul spitalului general din Massachusetts.

In 1947, a fost infiintata prima Societate de Electroencefalografie Americana si tot in acelasi an a fost organizat si primul congres pe aceasta tema.

In 1950, William Grey Walter dezvolta un aparat complementar celui de electroencefalografie, care purta numele de electroencefalografie topografica, folosit pentru scanarea si cartografierea activitatii suprafetei corticale. Chiar daca acest aparat s-a bucurat de ceva popularitate, in special in perioada anilor 80, el ramane o unealta valabila doar pentru partea de cercetare, nu si pentru cea clinica.

In 1953, Aserinsky si Kleitmean au descris somnul REM (Rapid Eye Movement) – faza a somnului in care apar visele, caracterizata prin miscari rapide ale globilor oculari. Fiecare individ, pe durata unei nopti, parcurge mai multe etape de somn Rem, cu o durata de 5-10 minute- o ora, suma etapelor de somn REM fiind de aproximativ 20% din timpul total de somn.

In anul 1960, Barry Sterman, absolvent al unui program doctoral in cadrul faimoasei universitati UCLA, incepe sa reia unul dintre numeroasele proiecte abandonate ale lui Pavlov si anume acela ca somnul este o alegere a omului si nu neaparat o nevoie, prin intermediul EEG-ului.

In anii 1960, pe masura ce conceptul de neuro-feedback devenea din ce in ce mai popular, in special datorita experimentelor lui Joe Kamiya, profesor la Universitatea din Chicago, in ceea ce priveste fenomenele cerebrale care apar in timpul somnului, electroencefalografia devine din ce in ce mai intens folosita.

Prin atribuirea bolilor fizice anumitor energii blocate, unii “terapeuti” de acum un secol si ceva au promovat terapii de soc (precum baia de curent electric), metode care au fost foarte repede date uitarii, in urma numeroaselor esecuri intampinate. Descoperirea activitatii electrice corticale si dezvoltarea ulterioara a EEG-ului au permis, insa, obtinerea primelor imagini de profunzime ale functiilor creierului si au constituit un moment remarcabil in evolutia cercetarilor despre creierul uman.