EEG עוברי

EEG עוברי או אלקטרואנצפלוגרפיה עוברית או EEG טרום לידתי כוללת כלי לרישום של תנודות חשמליות הנובעות ממוחו של העובר. רופאים ומדענים משתמשים ב-EEG כדי לזהות ולאפיין פעילות מוחית כמו מצבי שינה, התקפים פוטנציאליים או רמות של תרדמת. EEG לוכד את הפעילות החשמלית בקרבת האלקטרודות. רוב הפעילות החשמלית העצבית נובעת מזרימת הזרם מגופי התא של נוירונים פירמידליים אל הדנדריטים האפיקיים שלהם, אשר הופכים לפולאריים על ידי כניסות של אקסיטטורים מתאי עצב אחרים. כדי להקליט את האותות המדויקים ביותר, מדענים מנסים למזער את המרחק בין האלקטרודת לפעילות העצבית שהם רוצים לזהות. לאור הקושי לחבר אלקטרודות לעובר בתוך הרחם, רופאים ומדענים משתמשים במגוון טכניקות כדי לתעד את פעילות המוח של העובר. שלוש הטכניקות הנפוצות ביותר לרישום פעילות מוחית חשמלית לפני הלידה כוללות: הצמדת אלקטרודות ישירות לקרקפת העובר במהלך הסרה כירורגית של העובר הצמדת אלקטרודות על הבטן או צוואר הרחם של האם כדי לתעד פעילות מהעובר בשליש השלישי חיבור אלקטרודות לקרקפת של תינוק במהלך הצירים והלידה. ההקלטה של העובר הצעיר ביותר בוצעה בין 43 ל-45 יום להריון וחשפה כמה תווי EEG שנצפו בילודים. בשנת 1942 תיעד ד"ר לינדסלי את הפעילות החשמלית הראשונה ממוחו של תינוק שטרם נולד כאשר הבחין כי תיעוד חשמלי מבטן התחתונה של אשתו ההרה דומה להקלטות חשמליות מקרקפת של יילוד. להמשך, בשנת 1955, ברנסטין, בורקובסקי ופייס בחנו ותיארו 32 בדיקות EEG עובריות שנרשמו מהבטן האימהית ומצוואר הרחם במהלך הלידה. עם זאת, מכיוון שמדענים לא הצליחו להצמיד את האלקטרודות לקרקפת העובר, קשה היה להשיג הקלטות רציפות. עם המצאת אלקטרודות הנצמדות בואקום, החוקרים יכלו לקבל הקלטות רציפות מאותו מיקום מוחי במהלך ההיריון והלידה. מ-1955 עד 1976, קבוצות מדעיות רבות ביצעו הקלטות EEG מאלקטרודות שהונחו על הבטן האימהית, או שהונחו על צוואר הרחם באמצעות ספקולום, והטכניקות המשיכו להשתפר. בשנות ה-80, MRI פונקציונלי או מגנטו-אנצפלוגרפיה הפכו לכלי המחקר העיקריים למחקר טרום לידתי של התפתחות המוח האנושי; עם זאת, EEG עוברי נפוץ יותר למטרות מחקר ובמסגרות קליניות לקביעת מצבי השינה אצל העובר, או לבחינה של מצבי מצוקה עוברית. אצל ילודים (newborns) בריאים, ניתן לראות שני דפוסים של פעילות חשמלית המתוארים כ"לא רציפה" ו מתחלפת". פעילות חשמלית "לא רציפה" מתארת התפרצויות חדה של פעילות חשמלית ואחריה יופיעו גלים בתדר נמוך; בפעילות "מתחלפת" מתארת התפרצויות חדות ואחריהן יופיעו מרווחי משרעת קצרים. עקבות פעילות מתחלפת נמצאו בקורלציה עם שינה שקטה. בטרימסטר השלישי, עוברים המתפתחים באופן תקין מראים דפוסים מתחלפים ועקבות בלתי רציפים הדומים לאלו הנמדדים בילודים רגילים. מעניין, ככל שפגים מתקדמים בגיל ההריון, כך גדל הסיכוי שהם יציגו גלים בתדר נמוך ויתחקו אחר פעילות חלופית; פעילות לא רציפה הופכת פחותה יותר ככל שהפג מתבגר. בין השנים 1955–1961 ווינסלו בורקובסקי וריצ'רד ברנסטין, רופאים בבית החולים ג'פרסון מדיקל קולג', שימרו זמנית עוברים זעירים שטרם נולדו שהוסרו במהלך הריונות חוץ רחמיים ותועדו ממוחם. הצוות השתמש באלקטרודות מחט כדי לתעד את פעילות המוח ב-3 מילימטרים וסנטימטר אחד מתחת לפני השטח. אלקטרודות אלו חדרו לרקמת הגולגולת, מה שפותר את בעיית ההפרעות החשמליות משרירים סמוכים. העובר הצעיר ביותר שחקרו בורקובסקי וברנסטין היה בין 43 ל-45 ימים לאחר ההתעברות - אורכו של העובר היה 16 מ"מ בלבד. 45 יום לאחר ההתעברות, המוח כפוף קדימה והוא גדול כמעט כמו כל גוף העובר, מה שמאפשר את ההקלטות העמוקות הללו. האותות החשמליים של העובר בן 45 הימים דמו לדפוסים ה"בלתי רציפים" שנצפו בילודים בריאים, פגים ועוברים בשליש האחרון של ההריון. הרופאים גם צפו בדפוסים שדומים ל"צירי שינה " אצל מבוגרים. המדענים המשיכו לתעד עד שצפו בעקביות בדפוסים של מוות מוחי, שכן העוברים לא יכלו לשרוד מחוץ לרחם. כדי לתעד את האותות המדויקים ביותר במוח, מדענים מנסים למזער את המרחק בין אלקטרודת ההקלטה לקליפת העובר על ידי שימוש באולטרסאונד כדי להביא את האלקטרודות על הבטן האימהית קרוב ככל האפשר לראש העובר. ה-EEG המקורי של העובר הגיע מהקלטות דרך הבטן האימהית. עם זאת, פעילות חשמלית מהלב, שרירי הבטן והרחם של האם יוצרות כולן הפרעות ו"רעשים" בהקלטת ה-EEG של העובר. הפרעה היא פעילות חשמלית שזוהתה על ידי ה-EEG שמגיעה מקור שהמדען לא התכוון למדוד. למשל, השרירים יוצרים פעילות חשמלית בטווח של 20-100 הרץ, ודופן הרחם יוצר פעילות של גל איטי וגל מהיר הקשורה ללחץ התוך רחמי. יתר על כן, פעימות הלב האימהית נראות באופן דומיננטי בהקלטות ויש לסנן אותן באמצעות מחשב, בכלים אלגוריתמיים. הקלטות מהבטן או צוואר הרחם של האם יש פחות מ-5 ס"מ של רקמה בין עור האם לקליפת העובר. גל איטי טיפוסי אנושי הוא משרעת של 100–500 mV, אך חוזק המתח יורד בריבוע המרחק בין הפעילות העצבית לאלקטרודת ההקלטה. אפילו עם טכניקות מודרניות, מדענים עדיין מתקשים לזהות פעילות מוחית של העובר מחוץ לרחם. רופאים יכולים להקליט בבטחה EEG מהעובר ללא הפרעה מדופק האימהי ושרירי הרחם על ידי הצמדת אלקטרודות הנצמדות בואקום לקרקפת של העובר במהלך הצירים והלידה. אלקטרודות אלו מוחזקות במקומן באמצעות ואקום וניתן להדביק אותן ברגע שקרום ההיריון נפתח וצוואר הרחם של האם מורחב ל-3 ס"מ. היתרון של אלקטרודות ואקום הוא בכך שהן מספקות הקלטות רציפות מאותו מיקום במוח העובר, זאת בניגוד להקלטות המתקבלות בבדיקה על הבטן האימהית. הן לפני הלידה והן במהלך הלידה, ניתן לראות דפוסים מתחלף ב-EEG של העובר. דפוס מתחלף נמצא בקורלציה עם שינה שקטה אצל תינוקות שזה עתה נולדו. במהלך שנת REM פעילה, הקלטות EEG מהעובר מציגות בעיקר פעילות מהירה במתח נמוך. במהלך שינה שקטה שאינה REM, הקלטות EEG מהעובר מראות בעיקר פעילות איטית במתח גבוה. למרבה הפלא, העובר מבלה את רוב זמן בצירים והלידה בשינה. Borkowski, Winslow J.; Bernstine, Richard L. (1955-05-01). "Electroencephalography of the Fetus". Neurology (באנגלית). 5 (5): 362–5. doi:10.1212/WNL.5.5.362. ISSN 0028-3878. PMID 14370391. Lindsley, Donald B. (1942). "Heart and Brain Potentials of Human Fetuses in Utero". The American Journal of Psychology. 55 (3): 412–416. doi:10.2307/1417473. JSTOR 1417473. Bernstine, Richard L.; Borkowski, Winslow J.; Price, A.H. (1955). "Prenatal fetal electroencephalography". American Journal of Obstetrics and Gynecology. 70 (3): 623–630. doi:10.1016/0002-9378(55)90357-4. ISSN 0002-9378. PMID 13238507. Anderson, Amy L.; Thomason, Moriah E. (2013). "Functional plasticity before the cradle: A review of neural functional imaging in the human fetus". Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 37 (9): 2220–2232. doi:10.1016/j.neubiorev.2013.03.013. ISSN 0149-7634. PMID 23542738. Qureshi, Adnan I.; Miran, Muhammad Shah; Li, Shijing; Jiang, Meijing (2016). "Ultrasound-Guided Second Trimester Fetal Electroencephalography in Two Pregnant Volunteers: A Technical Note". Journal of Vascular and Interventional Neurology. 9 (1): 60–65. ISSN 1941-5893. PMC 4925756. PMID 27403226. Rosen, M. G.; Scibetta, J. J.; Hochberg, C. J. (1970). "Human fetal electroencephalogram. 3. Pattern changes in presence of fetal heart rate alterations and after use of maternal medications". Obstetrics and Gynecology. 36 (1): 132–140. ISSN 0029-7844. PMID 5422079. Thaler, Israel; Boldes, Raphael; Timor-Tritsch, Ilan (2000). "Real-Time Spectral Analysis of the Fetal EEG: A New Approach to Monitoring Sleep States and Fetal Condition during Labor". Pediatric Research (באנגלית). 48 (3): 340–345. doi:10.1203/00006450-200009000-00013. ISSN 0031-3998. PMID 10960500. Bernstine, Richard Lee (1961). Fetal electrocardiography and electroencephalography. Thomas. pp. 63–69. Urigüen, Jose Antonio; Garcia-Zapirain, Begoña (2015-04-02). "EEG artifact removal—state-of-the-art and guidelines". Journal of Neural Engineering. 12 (3): 031001. Bibcode:2015JNEng..12c1001U. doi:10.1088/1741-2560/12/3/031001. ISSN 1741-2560. PMID 25834104. Devedeux, Dominique; Marque, Catherine; Mansour, Souheil; Germain, Guy; Duchêne, Jacques (1993). "Uterine electromyography: A critical review". American Journal of Obstetrics and Gynecology. 169 (6): 1636–1653. doi:10.1016/0002-9378(93)90456-s. ISSN 0002-9378. PMID 8267082. Campbell, Ian G. (2009). "EEG Recording and Analysis for Sleep Research". Current Protocols in Neuroscience (באנגלית). 49 (1): 10.2.1–10.2.19. doi:10.1002/0471142301.ns1002s49. ISSN 1934-8584. PMC 2824445. PMID 19802813. הבהרה: המידע בוויקיפדיה נועד להעשרה בלבד ואינו מהווה ייעוץ רפואי.