Ang evoked potential amplitude ay malamang na mababa, mula sa mas mababa sa isang microvolt hanggang sa iilan, kumpara sa sampu-sampung microvolts para sa electroencephalography (EEG), millivolts para sa electromyography (EMG), at kadalasang malapit sa 20 millivolts para sa electrocardiogram (ECG). Karaniwang kinakailangan ang pag-average ng signal upang malutas ang mga potensyal na mababang amplitude na ito sa harap ng patuloy na EEG, ECG, EMG at iba pang biological signal at ambient noise. Ang signal ay stimulus timed at karamihan sa ingay ay random, na nagbibigay-daan sa ingay na ma-average sa mga paulit-ulit na tugon.
Mga salpok at senyales
Maaaring i-record ang mga signal mula sa cerebral cortex, brainstem, spinal cord at peripheral nerves. Karaniwan ang terminong "evoked potential" ay nakalaan para sa mga tugon na kinasasangkutan ng pagtatala o pagpapasigla ng mga istruktura sa central nervous system.mga sistema. Kaya, ang kumplikadong motor o sensory nerve evoked potential na ginagamit sa nerve conduction studies ay hindi karaniwang itinuturing na evoked potential, bagama't akma ang mga ito sa kahulugan sa itaas.
Sensory evoked potentials
Ang mga ito ay nire-record mula sa central nervous system pagkatapos ng sensory stimulation, gaya ng visually evoked potentials dahil sa kumikislap na ilaw o pagbabago ng pattern sa monitor, auditory potentials na dulot ng click o tone stimulus na ipinakita sa pamamagitan ng headphones, o tactile o potensyal na somatosensory na dulot ng tactile o electrical stimulation ng sensory o mixed nerve sa periphery. Ang mga sensory evoked potential ay malawakang ginagamit sa clinical diagnostic medicine mula noong 1970s, gayundin sa intraoperative neurophysiological monitoring, na kilala bilang surgical neurophysiology. Ito ay salamat sa kanya na ang paraan ng evoked potensyal ay naging isang katotohanan.
Views
Mayroong dalawang uri ng mga napukaw na potensyal sa malawakang klinikal na paggamit:
- Ang auditory ay nagbubunga ng mga potensyal, kadalasang naitala sa anit, ngunit nangyayari sa antas ng brainstem.
- Visually evoked potential at somatosensory evoked potentials na nagreresulta mula sa electrical stimulation ng peripheral nerve.
Anomalya
Long at Allen ay nag-ulat ng maanomalyangbrain potentials (BAEP) na dulot ng auditory potential sa isang babaeng alcoholic na nagpapagaling mula sa acquired central hypoventilation syndrome. Ang mga mananaliksik na ito ay nag-hypothesize na ang brainstem ng kanilang pasyente ay nalason ngunit hindi nawasak ng kanyang talamak na alkoholismo. Ang paraan ng evoked potentials ng utak ay nagpapadali sa pag-diagnose ng mga ganoong bagay.
Pangkalahatang kahulugan
Ang evoked potential ay ang electrical response ng utak sa isang sensory stimulus. Bumuo si Regan ng isang analog Fourier series analyzer para i-record ang evoked potential harmonics sa kumikislap (sinusoidally modulated) na liwanag. Sa halip na pagsamahin ang mga produkto ng sine at cosine, nag-feed si Regan ng mga signal sa isang dual-processor recorder sa pamamagitan ng mga low-pass na filter. Ito ay nagpapahintulot sa kanya na ipakita na ang utak ay umabot sa isang matatag na estado, kung saan ang amplitude at yugto ng mga harmonika (mga bahagi ng dalas) ng tugon ay humigit-kumulang na pare-pareho sa paglipas ng panahon. Sa pamamagitan ng pagkakatulad sa steady state response ng isang resonant circuit na sumusunod sa paunang lumilipas na tugon, tinukoy niya ang idealized steady state evoked potensyal bilang isang paraan ng pagtugon sa paulit-ulit na sensory stimulation kung saan ang frequency component ng tugon ay nananatiling pare-pareho sa paglipas ng panahon sa amplitude at yugto.
Bagaman ang kahulugang ito ay nagpapahiwatig ng isang serye ng magkaparehong time waveform, mas kapaki-pakinabang na tukuyin ang evoked potential method (SSEP) sa mga tuntunin ng frequency component, na isang alternatibong paglalarawan ng waveform sa time domain,dahil ang iba't ibang mga bahagi ng dalas ay maaaring magkaroon ng ganap na magkakaibang mga katangian. Halimbawa, ang mga katangian ng high-frequency na SSEP flicker (na tumataas sa humigit-kumulang 40–50 Hz) ay tumutugma sa mga kasunod na natuklasang magnocellular neuron sa macaque monkey retina, habang ang mga katangian ng mid-frequency na SSEP flicker (na tumataas sa mga 15–20 Hz) ay tumutugma sa mga parvocellular neuron. Dahil ganap na mailarawan ang SSEP sa mga tuntunin ng amplitude at phase ng bawat frequency component, mas natatangi ang quantity nito kaysa sa average na lumilipas na potensyal na napukaw.
Neurophysiological na aspeto
Minsan sinasabing nakukuha ang mga SSEP sa pamamagitan ng high repetition rate stimuli, ngunit hindi ito palaging tama. Sa prinsipyo, ang isang sinusoidally modulated stimulus ay maaaring mag-udyok sa SSEP kahit na ang rate ng pag-uulit nito ay mababa. Dahil sa mataas na frequency rolloff ng SSEP, ang high frequency pacing ay maaaring magresulta sa halos sinusoidal na SSEP waveform, ngunit hindi ito ang kahulugan ng SSEP. Gamit ang zoom-FFT para i-record ang SSEP na may theoretical spectral resolution na limitasyon na ΔF (kung saan ang ΔF sa Hz ay ang reciprocal ng tagal ng recording sa mga segundo), nalaman ni Regan na ang amplitude-phase variability ng SSEP ay medyo maliit. Ang bandwidth ng mga bahagi ng dalas ng SSEP ay maaaring nasa teoretikal na limitasyon ng spectral na resolusyon hanggang sa hindi bababa sa 500 segundo ng tagal ng pag-record (sa kasong ito ay 0.002 Hz). Bahagi lahat ito ng posibleng paraan.
Kahulugan at aplikasyon
Ang paraang ito ay nagbibigay-daan sa maramihang (hal. apat) na SSEP na maitala nang sabay-sabay mula sa anumang partikular na lokasyon sa anit. Maaaring markahan ang iba't ibang mga stimulation site o iba't ibang stimuli ng bahagyang magkaibang mga frequency, na halos kapareho ng mga frequency ng utak (kinakalkula gamit ang brain evoked potential method), ngunit madaling ihiwalay ng Fourier series analyzers.
Halimbawa, kapag ang dalawang hindi pagmamay-ari na pinagmumulan ng liwanag ay na-modulate sa ilang magkaibang frequency (F1 at F2) at naka-superimpose sa isa't isa, maraming non-linear frequency cross-modulation na bahagi (mF1 ± nF2) ang nalilikha sa SSEP, kung saan ang m at n ay mga integer. Ang mga sangkap na ito ay nagbibigay-daan sa iyo upang galugarin ang hindi linear na pagproseso sa utak. Sa pamamagitan ng pagmamarka sa dalas ng dalawang superimposed na grid, ang spatial frequency at orientation adjustment properties ng mga mekanismo ng utak na nagpoproseso ng spatial form ay maaaring ihiwalay at mapag-aralan.
Ang stimuli ng iba't ibang sensory modalities ay maaari ding lagyan ng label. Halimbawa, ang isang visual stimulus ay kumikislap sa Fv Hz at isang sabay-sabay na ipinakitang auditory tone ay amplitude na modulated sa Fa Hz. Ang pagkakaroon ng isang (2Fv + 2Fa) na bahagi sa evoked brain magnetic response ay nagpakita ng isang lugar ng audiovisual convergence sa utak ng tao, at ang pamamahagi ng tugon sa ibabaw ng ulo ay naging posible upang ma-localize ang lugar na ito ng utak.. Kamakailan, ang frequency tagging ay lumawak mula sa sensory processing research hanggang sa selective attention at consciousness research.
Sweep
Paraan ng sweepay isang subspecies ng evoked potential method vp. Halimbawa, ang isang plot ng response amplitude kumpara sa stimulus checkerboard pattern size ay maaaring makuha sa loob ng 10 segundo, na mas mabilis kaysa sa pag-average sa domain ng oras upang maitala ang napukaw na potensyal para sa bawat isa sa ilang laki ng kontrol.
Eskematiko
Sa orihinal na pagpapakita ng diskarteng ito, ang mga produkto ng sine at cosine ay ipinakain sa pamamagitan ng mga low-pass na filter (tulad ng sa pag-record ng SSEP) habang tinitingnan ang isang pinong test circuit na ang mga itim at puting parisukat ay nagpapalitan ng anim na beses bawat segundo. Ang laki ng mga parisukat ay unti-unting nadagdagan para makakuha ng plot ng evoked potential amplitude versus control size (kaya ang salitang "sweep"). Nagpatupad ang mga sumunod na may-akda ng sweep technique gamit ang computer software para pataasin ang spatial frequency ng grating sa isang serye ng maliliit na hakbang at kalkulahin ang time domain average para sa bawat discrete spatial frequency.
Maaaring sapat na ang isang sweep, o maaaring kailanganin na i-average ang mga graph sa ilang sweep. Ang pag-average ng 16 na sweep ay maaaring mapabuti ang signal-to-noise ratio ng graph sa pamamagitan ng apat na factor. Ang pamamaraan ng sweep ay napatunayang kapaki-pakinabang para sa pagsukat ng mabilis na pag-aangkop ng mga visual na proseso, pati na rin para sa pagre-record ng mga bata, kung saan ang tagal ay kinakailangang maikli. Ginamit nina Norcia at Tyler ang pamamaraan upang idokumento ang pagbuo ng visual acuity atcontrast sensitivity sa mga unang taon ng buhay. Binigyang-diin nila na sa pag-diagnose ng abnormal na visual development, mas tumpak ang developmental norms, mas malinaw na makikilala ng isa ang abnormal at normal, at sa layuning ito, ang normal na visual development ay naitala sa isang malaking grupo ng mga bata. Sa loob ng maraming taon, ginamit ang sweep technique sa pediatric ophthalmology clinic (sa anyo ng electrodiagnostics) sa buong mundo.
Mga benepisyo sa pamamaraan
Napag-usapan na natin ang kakanyahan ng napukaw na potensyal na pamamaraan, ngayon ay sulit na pag-usapan ang mga pakinabang nito. Binibigyang-daan ng diskarteng ito ang SSEP na direktang kontrolin ang stimulus na nagdudulot ng SSEP nang walang sinasadyang interbensyon ng eksperimentong paksa. Halimbawa, maaaring isaayos ang isang moving average ng SSEP upang mapataas ang liwanag ng checkerboard stimulus kung ang SSEP amplitude ay bumaba sa ibaba ng ilang paunang natukoy na halaga, at bawasan ang liwanag kung tumaas ito sa itaas ng halagang iyon. Ang amplitude ng SSEP pagkatapos ay oscillates sa paligid ng setpoint na ito. Ngayon ang wavelength (kulay) ng stimulus ay unti-unting nagbabago. Ang nakuhang plot ng dependence ng liwanag ng stimulus sa wavelength ay isang graph ng spectral sensitivity ng visual system. Ang kakanyahan ng paraan ng evoked potentials (VP) ay hindi mapaghihiwalay sa mga graph at diagram.
Electroencephalograms
Noong 1934, napansin nina Adrian at Matthew na ang mga potensyal na pagbabago sa occipital EEG ay maaaring maobserbahan sa pamamagitan ng light stimulation. Binuo ni Dr. Cyganek ang unang nomenclature para sa occipital EEG na mga bahagi noong 1961. Sa parehong taon Hirsch atang kanyang mga kasamahan ay nagtala ng visually evoked potential (VEP) sa occipital lobe (sa labas at loob). Noong 1965, ginamit ni Spelmann ang pagpapasigla ng chessboard upang ilarawan ang WEP ng tao. Nakumpleto ni Shikla at mga kasamahan ang isang pagtatangka na i-localize ang mga istruktura sa pangunahing visual pathway. Nakumpleto ni Halliday at mga kasamahan ang mga unang klinikal na pag-aaral sa pamamagitan ng pagtatala ng mga naantalang VEP sa isang pasyente na may retrobulbar neuritis noong 1972. Mula noong 1970s hanggang ngayon, isang malaking halaga ng malawak na pananaliksik ang ginawa upang mapabuti ang mga pamamaraan at teorya, at ang pamamaraang ito ay nasubok din sa mga hayop.
Flaws
Bihirang gamitin ang scattered light stimulus sa mga araw na ito dahil sa mataas na pagkakaiba-iba sa loob at pagitan ng mga paksa. Gayunpaman, ang ganitong uri ay kapaki-pakinabang kapag sinusuri ang mga sanggol, hayop, o taong may mahinang visual acuity. Ang mga pattern ng checkerboard at sala-sala ay gumagamit ng maliwanag at madilim na mga parisukat at guhit, ayon sa pagkakabanggit. Ang mga parisukat at guhit na ito ay magkapareho sa laki at isa-isang ipinakita sa screen ng computer (bilang bahagi ng na-evoke na potensyal na paraan).
Ang paglalagay ng electrode ay napakahalaga upang makakuha ng magandang tugon ng VEP nang walang mga artifact. Sa isang tipikal na (iisang channel) setup, ang isang electrode ay matatagpuan 2.5 cm sa itaas ng ion at ang reference na electrode ay matatagpuan sa Fz. Para sa mas detalyadong sagot, dalawang karagdagang electrodes ang maaaring ilagay sa 2.5 cm sa kanan at kaliwa ng onsa.
Paraan ng pandinig ng mga napukaw na potensyal ng utak
Kaya niyaginagamit upang subaybayan ang signal na nabuo ng tunog sa pamamagitan ng pataas na auditory pathway. Ang evoked potential ay nabuo sa cochlea, dumadaan sa cochlear nerve, sa cochlear nucleus, sa superior olive complex, sa lateral lemniscus, sa inferior colliculus sa midbrain, sa medial geniculate body, at panghuli sa cerebral cortex. Ito ay kung paano gumagana ang paraan ng evoked potentials ng central nervous system, na isinasagawa sa tulong ng tunog.
Ang Auditory evoked potentials (AEPs) ay isang subclass ng event-related potentials (ERPs). Ang mga ERP ay mga tugon sa utak na nakatali sa oras sa isang kaganapan tulad ng isang sensory stimulus, isang mental na kaganapan (pagkilala sa isang target na stimulus), o paglaktaw sa isang stimulus. Para sa AEP, ang isang "kaganapan" ay isang tunog. Ang mga AEP (at ERP) ay napakaliit na potensyal na boltahe ng kuryente na nagmumula sa utak, na naitala mula sa anit bilang tugon sa isang auditory stimulus gaya ng iba't ibang tono, tunog ng pagsasalita, atbp.
Ang mga potensyal na na-evoke ng auditory brainstem ay maliliit na AEP na naitala bilang tugon sa isang auditory stimulus mula sa mga electrodes na inilagay sa anit.
Ang AEP ay ginagamit upang masuri ang auditory function at neuroplasticity. Magagamit ang mga ito upang masuri ang mga kapansanan sa pag-aaral sa mga bata, na tumutulong sa pagbuo ng mga espesyal na programang pang-edukasyon para sa mga taong may mga problema sa pandinig o pag-unawa. Sa loob ng balangkas ng klinikal na sikolohiya, ang paraan ng mga napukaw na potensyal ay madalas na ginagamit.
