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ईईजी में इवोक्ड पोटेंशियल्स

त्वरित-सेटअप, उच्च-घनत्व वाले वायरलेस एरेज़ के साथ अपनी विश्लेषणात्मक EEG समयसीमा को गति दें जो Flex फ़ील्ड परिनियोजन के लिए अनुकूलित हैं।

त्वरित-सेटअप, उच्च-घनत्व वाले वायरलेस एरेज़ के साथ अपनी विश्लेषणात्मक EEG समयसीमा को गति दें जो Flex फ़ील्ड परिनियोजन के लिए अनुकूलित हैं।

आपके जागने के हर सेकंड, आपका मस्तिष्क विद्युत गतिविधि की एक निरंतर धारा उत्पन्न करता है। उस धारा के भीतर छोटे, प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य संकेत होते हैं जो आपके आस-पास की विशिष्ट घटनाओं के सीधे जवाब में घटित होते हैं: एक क्लिक, प्रकाश की टिमटिमाहट, त्वचा पर एक स्पर्श।

इन प्रतिक्रियाओं को 'इवोक्ड पोटेंशियल्स' (evoked potentials) कहा जाता है, और ये तंत्रिका विज्ञान (न्यूरोसाइंस) में सबसे सटीक रूप से मापे जाने वाले समय के मापों में से हैं।

त्वरित-सेटअप, उच्च-घनत्व वाले वायरलेस एरेज़ के साथ अपनी विश्लेषणात्मक EEG समयसीमा को गति दें जो Flex फ़ील्ड परिनियोजन के लिए अनुकूलित हैं।

त्वरित-सेटअप, उच्च-घनत्व वाले वायरलेस एरेज़ के साथ अपनी विश्लेषणात्मक EEG समयसीमा को गति दें जो Flex फ़ील्ड परिनियोजन के लिए अनुकूलित हैं।

इवोक्ड पोटेंशियल (Evoked Potential) क्या है?

इवोक्ड पोटेंशियल EEG वोल्टेज में एक विशिष्ट, औसत दर्जे का बदलाव है जो बाहरी उद्दीपन (stimulus) के तुरंत बाद होता है। "इवोक्ड" इसके कारण बनने वाले ट्रिगर को संदर्भित करता है: कुछ घटित हुआ, और मस्तिष्क ने उस पर प्रतिक्रिया दी। वहीं दूसरी ओर, "पोटेंशियल" उस विद्युत क्षमता के अंतर (electrical potential difference) को संदर्भित करता है जो खोपड़ी पर रिकॉर्डिंग इलेक्ट्रोड के बीच विकसित होता है।

इस सिग्नल को वैज्ञानिक रूप से जो चीज़ उपयोगी बनाती है, वह है इसका एक गुण जिसे स्टीमुल्स-लॉक्ड (stimulus-locked) टाइमिंग कहा जाता है। न्यूरल प्रतिक्रिया थोड़े और काफी हद तक पूर्वानुमानित विलंब (predictable delay) के बाद उद्दीपन का अनुसरण करती है और इसे हमेशा उद्दीपन की शुरुआत के क्षण के संदर्भ में मापा जाता है।

व्यावहारिक रूप से, हेडफ़ोन के माध्यम से एक टोन प्रस्तुत करने वाला या स्क्रीन पर एक दृश्य पैटर्न फ्लैश करने वाला शोधकर्ता हर EEG इपोक (epoch) को ठीक उसी क्षण के साथ संरेखित (align) करता है जब उद्दीपन दिया गया था। उस संरेखण बिंदु के ठीक बाद दिखाई देने वाला कोई भी सुसंगत विद्युत परिवर्तन इवोक्ड प्रतिक्रिया का हिस्सा माना जाता है।

यह मस्तिष्क की निरंतर चलने वाली सहज गतिविधि (spontaneous activity) से पूरी तरह से अलग है। मस्तिष्क लगातार विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है, चाहे कोई उद्दीपन मौजूद हो या न हो।

एक इवोक्ड पोटेंशियल एक छोटी, टाइम-लॉक्ड प्रतिक्रिया है जो सामान्य पृष्ठभूमि गतिविधि के ऊपर चलती है। सहज गतिविधि जारी रहती है चाहे कोई उद्दीपन हो या न हो। एक इवोक्ड पोटेंशियल केवल इसलिए प्रकट होता है क्योंकि एक उद्दीपन हुआ था।

इवोक्ड पोटेंशियल को दो व्यापक तरीकों से ट्रिगर किया जा सकता है:

  1. प्राकृतिक संवेदी इनपुट: एक ध्वनि, एक दृश्य पैटर्न, एक स्पर्श।

  2. कॉर्टेक्स का प्रत्यक्ष प्रयोगात्मक उत्तेजना: उदाहरण के लिए ट्रांसक्रानियल मैग्नेटिक स्टिमुलेशन में उपयोग की जाने वाली चुंबकीय दालें।

इवोक्ड पोटेंशियल कहाँ से आते हैं

एक स्कैल्प-रिकॉर्डेड इवोक्ड पोटेंशियल कॉर्टिकल न्यूरॉन्स की बड़ी आबादी की संचित विद्युत गतिविधि (summed electrical activity) है।

इस संचित गतिविधि का प्राथमिक स्रोत पोस्टसिनेप्टिक पोटेंशियल (postsynaptic potential) है। जब एक न्यूरॉन दूसरे न्यूरॉन को संकेत भेजता है, तो प्राप्त करने वाला न्यूरॉन अपने सिनेप्स पर एक छोटा विद्युत परिवर्तन महसूस करता है। यह पोस्टसिनेप्टिक पोटेंशियल न्यूरल संचार की मूल मुद्रा है।

कॉर्टेक्स में, सबसे बड़े और सबसे व्यवस्थित योगदानकर्ता पिरामिडनुमा कोशिकाएं (pyramidal cells) हैं, जो उत्तेजक न्यूरॉन्स का एक वर्ग हैं जो कॉर्टिकल सतह पर स्तरित व्यवस्था बनाती हैं। वह ज्यामितीय नियमितता उनके पोस्टसिनेप्टिक पोटेंशियल को सुसंगत विद्युत क्षेत्रों में संयोजित होने देती है।

फिर, ये स्थानीय क्षेत्र आसपास के मस्तिष्क के ऊतकों में फैलते हैं, मस्तिष्क को कुशन प्रदान करने वाले सेरेब्रॉस्पाइनल फ्लूइड (प्रमस्तिष्कमेरु द्रव) से गुजरते हैं, खोपड़ी के माध्यम से यात्रा करते हैं, और अंततः स्कैल्प तक पहुंचते हैं।

इवोक्ड पोटेंशियल टेस्ट के प्रकार

चुने गए इवोक्ड पोटेंशियल टेस्ट का प्रकार इस बात पर निर्भर करता है कि किस संवेदी प्रणाली या तंत्रिका मार्ग की जांच की जा रही है। प्रत्येक विधि एक अलग उद्दीपन का उपयोग करती है और प्रासंगिक प्रतिक्रिया को कैप्चर करने के लिए चुने गए स्थानों से गतिविधि को रिकॉर्ड करती है।

यद्यपि प्रक्रियाओं का सिद्धांत एक समान है, लेकिन उनकी तैयारी, तरंग पैटर्न (waveform patterns) और नैदानिक उपयोग भिन्न होते हैं। मुख्य श्रेणियां विजुअल, ऑडिटरी और सोमाटोसेंसरी परीक्षण हैं।

विजुअल इवोक्ड पोटेंशियल (VEP)

विजुअल इवोक्ड पोटेंशियल आंखों से लेकर ऑप्टिक नसों और मस्तिष्क के पिछले हिस्से की विजुअल संरचनाओं तक, विजुअल मार्ग के साथ उत्पन्न होने वाली विद्युत गतिविधि का आकलन करते हैं। एक सामान्य प्रोटोकॉल एक पैटर्न वाली स्क्रीन प्रस्तुत करता है, हालांकि परीक्षण की स्थिति के अनुसार सटीक उद्दीपन भिन्न हो सकता है। जब व्यक्ति विजुअल लक्ष्य पर ध्यान केंद्रित करता है तो खोपड़ी पर इलेक्ट्रोड मस्तिष्क की प्रतिक्रिया को रिकॉर्ड करते हैं।

जब विजुअल लक्षण अस्पष्ट होते हैं या जब चिकित्सक ऑप्टिक या केंद्रीय विजुअल मार्गों की संभावित हानि का आकलन कर रहे होते हैं, तो VEP परीक्षण कार्यात्मक जानकारी प्रदान करने में मदद कर सकता है। परिणाम विजुअल तीक्ष्णता (sharpness) का प्रत्यक्ष माप नहीं है, और एक सामान्य रिकॉर्डिंग हर आंख या मस्तिष्क विकार को खारिज नहीं करती है। ध्यान, विजुअल निर्धारण, अपवर्तक सुधार (refractive correction) और उद्दीपन की स्पष्टता जैसे कारक तरंग को प्रभावित कर सकते हैं।

ब्रेनस्टेम ऑडिटरी इवोक्ड पोटेंशियल (BAEP) परीक्षण

ब्रेनस्टेम ऑडिटरी इवोक्ड पोटेंशियल उन विद्युत प्रतिक्रियाओं को मापते हैं जो ध्वनि के ऑडिटरी तंत्रिका और ब्रेनस्टेम मार्गों से गुजरने पर उत्पन्न होती हैं। आमतौर पर इयरफ़ोन के माध्यम से क्लिक या टोन-आधारित ध्वनियाँ प्रस्तुत की जाती हैं, और स्कैल्प इलेक्ट्रोड प्रत्येक ध्वनि के बाद एक छोटी अवधि के भीतर होने वाली प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला को रिकॉर्ड करते हैं। तरंग में कई चोटियाँ (peaks) होती हैं जिनका समय ऑडिटरी मार्ग के क्रमिक भागों के माध्यम से चालन (conduction) के बारे में जानकारी प्रदान कर सकता है।

BAEP परीक्षण तब उपयोगी होता है जब किसी व्यक्ति की व्यवहारिक प्रतिक्रिया पर पूरी तरह से निर्भर हुए बिना सुनने के मार्ग के कार्य का आकलन करने की आवश्यकता होती है। इसका उपयोग चुनिंदा न्यूरोलॉजिकल मूल्यांकनों, सुनने के आकलन और ऐसी स्थितियों में किया जा सकता है जहां सहयोग सीमित हो। चूंकि रिकॉर्डिंग उद्दीपन स्तर, कान की स्थिति, इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट और विद्युत शोर के प्रति संवेदनशील है, इसलिए परिणामों को अन्य सुनने और न्यूरोलॉजिकल जानकारी के साथ माना जाना चाहिए।

सोमाटोसेंसरी इवोक्ड पोटेंशियल (SSEP)

सोमाटोसेंसरी इवोक्ड पोटेंशियल उन मार्गों का मूल्यांकन करते हैं जो अंगों से रीढ़ की हड्डी और मस्तिष्क की ओर संवेदना ले जाते हैं। एक परिधीय तंत्रिका (peripheral nerve), अक्सर कलाई या टखने पर, हल्की विद्युत तरंगें प्रदान की जाती हैं, जबकि मार्ग के कई बिंदुओं पर प्रतिक्रियाएं रिकॉर्ड की जाती हैं। परिणामी संकेत यह आकलन करने में मदद कर सकते हैं कि परिधीय तंत्रिकाओं, रीढ़ की हड्डी की संरचनाओं और केंद्रीय संवेदी मार्गों के माध्यम से चालन (conduction) सुरक्षित है या नहीं।

SSEP परीक्षण विशेष रूप से तब प्रासंगिक होता है जब चिकित्सकों को रीढ़ की हड्डी या संवेदी मार्ग की अखंडता के बारे में कार्यात्मक जानकारी की आवश्यकता होती है। इसका उपयोग समय के साथ मार्ग के कार्य की निगरानी के लिए चुनिंदा सर्जिकल प्रक्रियाओं के दौरान भी किया जा सकता है। यह परीक्षण सनसनी के हर पहलू को नहीं मापता है, और एक असामान्य प्रतिक्रिया को तापमान, अंगों की स्थिति, परिधीय तंत्रिका रोग, दवाओं या तकनीकी हस्तक्षेप के कारण होने वाले प्रभावों से अलग किया जाना चाहिए।

इवोक्ड पोटेंशियल को मापने में चुनौतियाँ और चर

जनसंख्या संकेत (population signal) जो एक इवोक्ड पोटेंशियल को परिभाषित करता है, वह हमेशा मस्तिष्क की निरंतर चलने वाली सहज विद्युत गतिविधि के भीतर समाहित होता है, और वह पृष्ठभूमि आमतौर पर उस प्रतिक्रिया से बड़ी होती है जिसे वह घेरे रहती है।

यह एक व्यावहारिक चुनौती पैदा करता है। यदि सहज EEG इवोक्ड प्रतिक्रिया से बड़ा है, तो एकल परीक्षण (single trial) अक्सर स्टीमुल्स-लॉक्ड सिग्नल को स्पष्ट रूप से प्रकट नहीं कर सकता है।

इसका क्लासिक समाधान सिग्नल एवरेजिंग (signal averaging) है जहां एक ही उद्दीपन को कई बार प्रस्तुत किया जाता है। प्रत्येक EEG इपोक को उद्दीपन की शुरुआत के ठीक क्षण के साथ संरेखित किया जाता है, और परिणामी परीक्षणों का औसत निकाला जाता है।

इवोक्ड प्रतिक्रिया, जो हर परीक्षण पर समान विलंबता (latency) पर होती है, औसत प्रक्रिया के बाद भी बची रहती है। सहज गतिविधि, जो उद्दीपन के साथ सिंक्रनाइज़ नहीं होती है, समाप्त हो जाती है।

सिंगल-ट्रायल विश्लेषण और सिग्नल प्रोसेसिंग

हालांकि दशकों से औसत निकालना मानक दृष्टिकोण रहा है, लेकिन यही एकमात्र रास्ता नहीं है। उपयुक्त सिग्नल-प्रोसेसिंग विधियों के साथ, सिंगल-ट्रायल विश्लेषण संभव है।

40 Hz सहज गतिविधि और ऑडिटरी इवोक्ड पोटेंशियल के बारे में बासर आदि द्वारा किए गए एक अध्ययन में बताया गया है कि लागू सिग्नल विश्लेषण विधि ने बड़े औसत तरंग की आवश्यकता के बजाय संयुक्त EEG और इवोक्ड पोटेंशियल इपोक के सिंगल-ट्रायल निरीक्षण को सक्षम किया। सिंगल-ट्रायल दृष्टिकोण महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे ट्रायल-दर-ट्रायल परिवर्तनशीलता को सुरक्षित रखते हैं जिसे औसत प्रक्रिया मिटा देती है।

उस अध्ययन के लेखकों ने यह भी नोट किया कि उनकी विधि को संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं (cognitive processes) पर अध्ययन तक विस्तारित किया जा सकता है, जहां सार्थक संकेत एक परीक्षण से दूसरे परीक्षण में बदल सकते हैं।

प्री-स्टीमुल्स ब्रेन स्टेट का प्रभाव

मस्तिष्क की प्री-स्टीमुल्स स्थिति आने वाली प्रतिक्रिया के आकार को आकार दे सकती है। चार चिकित्सकीय रूप से स्वस्थ वयस्क पुरुषों के ट्रांसक्रानियल मैग्नेटिक स्टिमुलेशन अध्ययन ने इस संबंध का पता लगाया। शोधकर्ताओं ने 100% मोटर थ्रेशोल्ड (वह पल्स तीव्रता जो विश्वसनीय रूप से एक मांसपेशी प्रतिक्रिया को ट्रिगर करती है) पर बाएं मोटर कॉर्टेक्स में चुंबकीय तरंगें प्रदान करते हुए और 0.1 Hz की दर से EEG और इलेक्ट्रोमायोग्राफी रिकॉर्ड की।

उन्होंने पाया:

  • हाई-अल्फा पावर के साथ महत्वपूर्ण नकारात्मक सहसंबंध (-0.22)

  • गामा पावर के साथ महत्वपूर्ण सकारात्मक सहसंबंध (+0.17)

  • लो-गामा-टू-हाई-अल्फा अनुपात के साथ सबसे मजबूत सहसंबंध (0.27)

लेखकों ने इन सहसंबंधों को कॉर्टिकल उत्तेजना (cortical excitability) के संभावित संकेतकों के रूप में व्याख्या किया। एक सक्रिय अवस्था में काम करने वाला मस्तिष्क, जिसमें तुलनात्मक रूप से अधिक गामा गतिविधि और कम अल्फा गतिविधि होती है, उत्तेजना पल्स के प्रति अधिक तेजी से प्रतिक्रिया कर सकता है। धीमी अल्फा लय के प्रभुत्व वाला मस्तिष्क छोटी प्रतिक्रिया दिखा सकता है।

लेकिन सहसंबंध मामूली थे, और नमूने में केवल चार प्रतिभागी थे। निष्कर्ष प्री-स्टीमुल्स फ्रीक्वेंसी बैंड और इवोक्ड प्रतिक्रिया आकार के बीच एक वास्तविक संबंध का सुझाव देते हैं, लेकिन वे एक स्थापित मॉडल के रूप में अकेले खड़े नहीं हो सकते।

वास्तव में क्या उत्पन्न (evoke) किया जा रहा है?

एक दूसरी मुख्य चुनौती यह स्थापित करना है कि वास्तव में पहली बार में क्या उत्पन्न किया जा रहा है।

"इवोक्ड" लेबल वाला प्रत्येक पोटेंशियल विशुद्ध रूप से इच्छित उद्दीपन द्वारा उत्पन्न नहीं होता है। कई मस्तिष्क उत्तेजना तकनीकों में अंतर्निहित संवेदी दुष्प्रभाव होते हैं जो स्वयं मस्तिष्क की प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर कर सकते हैं।

ट्रांसक्रानियल मैग्नेटिक स्टिमुलेशन (TMS) एक उपयोगी केस स्टडी है। TMS एक लक्षित कॉर्टिकल क्षेत्र में न्यूरॉन्स की आबादी को उत्तेजित करने के लिए संक्षिप्त चुंबकीय तरंगों का उपयोग करता है। लेकिन चुंबकीय कॉइल एक तेज़ क्लिक भी उत्पन्न करती है, और पल्स स्कैल्प पर एक भौतिक सनसनी पैदा करती है।

ये दोनों परिधीय प्रभाव अपने आप में संवेदी घटनाएं हैं। क्लिक ऑडिटरी सिस्टम को सक्रिय करता है, और स्कैल्प की सनसनी सोमाटोसेंसरी सिस्टम को सक्रिय करती है।

इस अस्पष्टता के महत्व को 17 स्वस्थ युवा व्यक्तियों से जुड़े एक 2019 के प्रयोग में प्रदर्शित किया गया था। शोधकर्ताओं ने दो कॉर्टिकल क्षेत्रों, बाएं पोस्टीरियर पैरिएटल कॉर्टेक्स और सुपीरियर फ्रंटल जाइरस पर वास्तविक TMS दिया, और एक यथार्थवादी नकली (sham) उत्तेजना की प्रतिक्रियाओं को रिकॉर्ड किया जिसने ट्रांसक्रानियल पल्स उत्पन्न किए बिना क्लिक और स्कैल्प की सनसनी की नकल की। उन्होंने कॉइल के नीचे एक फोम की परत और ऑडिटरी नॉइज़ मास्किंग सहित मानक सावधानियों को लागू किया।

हालांकि, इन उपायों के बावजूद, वास्तविक TMS द्वारा उत्पन्न कॉर्टिकल पोटेंशियल काफी हद तक यथार्थवादी नकली TMS द्वारा उत्पन्न पोटेंशियल से मिलते-जुलते थे। प्रतिक्रिया के शुरुआती और देर से आने वाले दोनों घटकों के लिए लौकिक (temporal) और स्थानिक (spatial) विशेषताएं मेल खाती थीं।

इसका मतलब यह नहीं है कि इवोक्ड पोटेंशियल अमान्य हैं। इसका मतलब यह है कि एक रिकॉर्ड की गई प्रतिक्रिया स्वचालित रूप से इच्छित उद्दीपन की प्रतिक्रिया नहीं होती है। अध्ययन के लेखकों ने निष्कर्ष निकाला कि ट्रांसक्रानियल को नॉन-ट्रांसक्रानियल घटकों से अलग करने के लिए TMS-EEG डिज़ाइनों में परिधीय बहु-संवेदी नियंत्रण स्थितियों (control conditions) की आवश्यकता होती है। यही तर्क संवेदी दुष्प्रभावों वाली किसी भी उत्तेजना विधि पर लागू होता है जिसे एक ऐसे नियंत्रण की आवश्यकता होती है जो लक्षित मार्ग को अलग करता है।

इवोक्ड पोटेंशियल क्यों महत्वपूर्ण हैं

उपरोक्त पद्धतिगत सावधानी इवोक्ड पोटेंशियल को खारिज करने का कारण नहीं है। यह उनके उपयोगी बने रहने के कारणों का हिस्सा है। एक सिग्नल जिसे सटीक रूप से समयबद्ध, रिकॉर्ड और नियंत्रित किया जा सकता है, वह एक ऐसा सिग्नल है जिसे लागू किया जा सकता है।

अनुसंधान और नैदानिक क्षेत्रों में, इवोक्ड पोटेंशियल का आमतौर पर उपयोग निम्नलिखित के लिए किया जाता है:

  • परीक्षण करना कि संवेदी मार्ग बरकरार हैं या नहीं

  • चिकित्सीय प्रक्रियाओं के दौरान मस्तिष्क की प्रतिक्रियाओं की निगरानी करना

  • ब्रेन-कंप्यूटर इंटरफेस डिजाइन करना

संवेदी मार्ग परीक्षण के पीछे का तर्क यह है कि यदि कोई उद्दीपन ज्ञानेंद्रिय से मस्तिष्क तक एक स्वस्थ मार्ग से यात्रा करता है, तो अपेक्षित विलंबता पर एक टाइम-लॉक्ड प्रतिक्रिया दिखाई देनी चाहिए। विलंबित या अनुपस्थित प्रतिक्रिया उस मार्ग में कहीं व्यवधान की ओर इशारा कर सकती है।

क्यों स्टीमुल्स-लॉक्ड सिग्नल्स व्यावहारिक न्यूरोसाइंस को आकार देते हैं

न्यूरोसाइंस में, इवोक्ड पोटेंशियल दिखाते हैं कि बाहरी दुनिया के प्रति मस्तिष्क की प्रतिक्रिया को खोपड़ी पर सटीक रूप से समयबद्ध विद्युत परिवर्तनों के माध्यम से मापा जा सकता है। ये संकेत एक साथ काम करने वाले हजारों कॉर्टिकल न्यूरॉन्स से उत्पन्न होते हैं, जिससे वे किसी एकल कोशिका के सक्रिय होने के बजाय जनसंख्या-स्तर की मस्तिष्क गतिविधि में एक विश्वसनीय खिड़की बन जाते हैं।

वही समय गुण जो उन्हें पहचान योग्य बनाता है, मुख्य वैज्ञानिक चुनौती भी पैदा करता है: सहज मस्तिष्क लय आमतौर पर बड़ी होती है, इसलिए लॉक की गई प्रतिक्रिया को अलग करने के लिए बार-बार परीक्षण या सावधानीपूर्वक सिंगल-ट्रायल विश्लेषण की आवश्यकता होती है। शोधकर्ताओं को नियंत्रण स्थितियों की भी आवश्यकता होती है जब उत्तेजना संवेदी दुष्प्रभाव लाती है, क्योंकि रिकॉर्ड की गई प्रतिक्रिया अकेले इच्छित उद्दीपन के बजाय उन अतिरिक्त चीजों को प्रतिबिंबित कर सकती है।

उद्दीपन आने से पहले ही, मस्तिष्क की चल रही स्थिति यह आकार दे सकती है कि प्रतिक्रिया कितनी बड़ी होगी, समीक्षा किए गए अध्ययनों में मजबूत प्रतिक्रियाओं से जुड़े तेज आवृत्ति बैंड पाए गए। यह एक ऐसे मस्तिष्क की ओर इशारा करता है जो केवल निष्क्रिय नहीं है; इनपुट के क्षण में इसकी आंतरिक लय इस बात को प्रभावित करती है कि क्या मापा जाता है।

इसके अलावा, ब्रेन-कंप्यूटर इंटरफेस जैसे व्यावहारिक उपकरण वास्तविक समय की निगरानी के लिए इवोक्ड पोटेंशियल के फ्रीक्वेंसी-लॉक्ड गुणों का उपयोग कर सकते हैं, जैसे कि EEG पावर में बदलाव के माध्यम से थकान का पता लगाना। फिर भी, सबसे मजबूत सबूत बुनियादी सिग्नल गुणों का समर्थन करते हैं, जबकि कई व्यापक उपयोग आशाजनक बने हुए हैं लेकिन पूरी तरह से सिद्ध नहीं हुए हैं।

संदर्भ

  1. Başar, E., Rosen, B., Başar-Eroglu, C., & Greitschus, F. (1987). The associations between 40 Hz-EEG and the middle latency response of the auditory evoked potential. International Journal of Neuroscience, 33(1-2), 103-117. https://doi.org/10.3109/00207458708985933

  2. Zarkowski, P., Shin, C. J., Dang, T., Russo, J., & Avery, D. (2006). EEG and the variance of motor evoked potential amplitude. Clinical EEG and neuroscience, 37(3), 247-251. https://doi.org/10.1177/155005940603700316

  3. Conde, V., Tomasevic, L., Akopian, I., Stanek, K., Saturnino, G. B., Thielscher, A., ... & Siebner, H. R. (2019). The non-transcranial TMS-evoked potential is an inherent source of ambiguity in TMS-EEG studies. Neuroimage, 185, 300-312. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2018.10.052

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

इवोक्ड पोटेंशियल क्या है?

एक इवोक्ड पोटेंशियल EEG वोल्टेज में एक विशिष्ट, औसत दर्जे का परिवर्तन है जो बाहरी उद्दीपन (जैसे कि प्रकाश, ध्वनि या स्पर्श) के तुरंत बाद और उसकी प्रतिक्रिया में होता है। यह "स्टीमुल्स-लॉक्ड" है, जिसका अर्थ है कि उद्दीपन के बाद इसमें एक पूर्वानुमानित विलंब होता है।

इवोक्ड पोटेंशियल मस्तिष्क की सहज गतिविधि से कैसे भिन्न होते हैं?

सहज गतिविधि मस्तिष्क के विद्युत क्षेत्रों की निरंतर चलने वाली धारा है जो बाहरी उद्दीपन की परवाह किए बिना होती है। एक इवोक्ड पोटेंशियल एक विशिष्ट घटना के लिए एक छोटी, सटीक रूप से समयबद्ध प्रतिक्रिया है जो इस पृष्ठभूमि गतिविधि के ऊपर चलती है।

EEG अनुसंधान में सिग्नल एवरेजिंग का उपयोग क्यों किया जाता है?

मस्तिष्क की सहज गतिविधि आमतौर पर छोटी इवोक्ड प्रतिक्रिया से बड़ी होती है, जिससे एकल परीक्षण में इसे देखना कठिन हो जाता है। उद्दीपन को कई बार प्रस्तुत करने और इपोक का औसत निकालने से यादृच्छिक, गैर-सिंक्रनाइज़ सहज गतिविधि समाप्त हो जाती है जबकि सुसंगत, स्टीमुल्स-लॉक्ड इवोक्ड पोटेंशियल बचा रहता है।

क्या इवोक्ड पोटेंशियल का सिंगल-ट्रायल विश्लेषण संभव है?

हाँ। यद्यपि सिग्नल एवरेजिंग पारंपरिक है, उन्नत सिग्नल-प्रोसेसिंग विधियां सिंगल-ट्रायल विश्लेषण की अनुमति देती हैं। बासर आदि के एक अध्ययन में चर्चा किए गए अनुसार, यह दृष्टिकोण अत्यधिक मूल्यवान है क्योंकि यह परीक्षण-दर-परीक्षण परिवर्तनशीलता को सुरक्षित रखता है जिसे औसत प्रक्रिया मिटा देती है, जो विशेष रूप से बदलती संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं के अध्ययन के लिए उपयोगी है।

प्री-स्टीमुल्स मस्तिष्क की स्थिति क्या भूमिका निभाती है?

उद्दीपन से ठीक पहले मस्तिष्क की चल रही गतिविधि बाद की प्रतिक्रिया के आकार को प्रभावित करती है। एक ट्रांसक्रानियल मैग्नेटिक स्टिमुलेशन अध्ययन से पता चलता है कि एक "सक्रिय" प्री-स्टीमुल्स स्थिति (उच्च गामा पावर और कम अल्फा पावर की विशेषता) एक मजबूत, अधिक उत्तेजक प्रतिक्रिया से संबंधित है।

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त्वरित-सेटअप, उच्च-घनत्व वाले वायरलेस एरेज़ के साथ अपनी विश्लेषणात्मक EEG समयसीमा को गति दें जो Flex फ़ील्ड परिनियोजन के लिए अनुकूलित हैं।

Emotiv एक न्यूरोटेक्नोलॉजी लीडर है जो सुलभ ईईजी (EEG) और मस्तिष्क डेटा उपकरणों के माध्यम से तंत्रिका विज्ञान (न्यूरोसाइंस) अनुसंधान को आगे बढ़ाने में मदद कर रहा है।

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क्रिश्चियन बर्गोस

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विजुअल इवोक्ड पोटेंशियल्स (VEPs)

विजुअल इवोक्ड पोटेंशियल्स (Visual evoked potentials), जिन्हें आमतौर पर VEPs कहा जाता है, एक विजुअल स्टिमुलस (दृष्टि संबंधी उत्तेजना) के जवाब में विजुअल कॉर्टेक्स के ऊपर स्कैल्प (सिर की त्वचा) से रिकॉर्ड किए जाने वाले इलेक्ट्रिकल सिग्नल होते हैं। स्ट्रक्चरल इमेजिंग के विपरीत, जो मस्तिष्क के भौतिक आकार को दर्शाती है, एक VEP यह दर्शाता है कि विजुअल पाथवे (दृष्टि संबंधी मार्ग) कितनी जल्दी और कितनी मजबूती से रेटिना से प्राइमरी विजुअल कॉर्टेक्स तक जानकारी ले जाता है।

चूंकि यह माप नॉन-इनवेसिव (गैर-आक्रामक) है और केवल त्वचा पर लगाए गए इलेक्ट्रोड पर निर्भर करता है, इसलिए यह कंडक्शन स्पीड (संचालन गति) और कॉर्टिकल प्रोसेसिंग को ट्रैक करने का एक व्यावहारिक तरीका बन गया है।

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नींद के दौरान मस्तिष्क की तरंगें कैसे बदलती हैं

नींद को अक्सर संवेदी जीवन स्थल सूचक से एक शांत विश्राम के रूप में वर्णित किया जाता है, लेकिढ़ मस्तिष्क की पctive तरंगों के स्तर पर यह एक अत्यंत सक्रिय और सटीक रूप से क्रमबपddh अवस्था है।

इलेक्ट्रोएन्सेफेलोग्राफी (EEG) खोपड़ी से इस गतिविधि को दर्ज करती है, और आधुनिक तंत्रिका विज्ञान उन रिकॉर्डिंग्स का उपयोग यह दिखाने के लिए करता है कि सोता हुआ मस्तिष्क दोलनशील रूपों के एक व्यवस्थित प्रगति से गुजरता है, हलकी नॉन-REM (NREM) नींद से गहरी धीमी-तरंग की नींद में और फिर तील्र आंख गतिविधि (REM) नींद में। प्रत्येक रूप क्षेत्र की अपनी विद्युत् हस्ताक्षर (विशेषता) होती है, और प्रत्येक हस्ताक्षर कोशिकीय और नेटवर्क गतिविधि के विभिन्न प्रारूपों को दर्शाता है।

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ईईजी (EEG) में अल्फा पैटर्न

कॉर्टिकल ऑसीलेशन के तंत्रिका विज्ञान (न्यूरोसाइंस) में, अल्फा को पैटर्नों के एक परिवार के रूप में वर्णित किया गया है। यह टोपोग्राफिकली वितरित ग्रेडिएंट्स, लंबी दूरी के कपलिंग नेटवर्क और क्षणिक फटने (बर्स्ट) जैसी घटनाओं का निर्माण करता है। ये पैटर्न स्कैल्प, समय और संज्ञानात्मक (कॉग्निटिव) अवस्थाओं में भिन्न होते हैं।

इसके बाद के प्रमाण स्थानिक और लौकिक (स्पेशियल और टेम्पोरल) संगठन से संबंधित हैं। यहाँ समीक्षा किए गए स्रोतों में नींद की रिकॉर्डिंग, इलेक्ट्रोकॉर्टिकोग्राफिक सेंसरीमोटर मैपिंग, वर्किंग मेमोरी प्रयोग, सचेत धारणा (कॉन्शियस परसेप्शन) के कार्य और स्पंदित अवरोध (पल्स्ड इनहिबिशन) की समीक्षा शामिल है।

साथ में, वे दिखाते हैं कि स्थिति के आधार पर एक ही अल्फा बैंड फ्रंटल प्रभुत्व, ओसीपिटल दमन, द्विपक्षीय सेंसरीमोटर डिसिंक्रनाइज़ेशन, या चरण-निर्भर गेटिंग के साथ दिखाई दे सकता है।

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डेल्टा तरंगें और गहरी नींद (स्लो-वेव स्लीप)

गहरी गैर-रैपिड आई मूवमेंट (NREM) नींद एक विशिष्ट चरण में सिकुड़ती है जिसे स्लो-वेव स्लीप (SWS), या चरण N3 कहा जाता है। एक इल्क्ट्रोएंसेफेलोग्राम (EEG) पर, एसे उच्च-आयाम (high-amplitude), कम-आवृत्ति (low-frequency) वाली विद्युतीय गतिविधि द्वारा परिभाषित किया जाता है।

शब्द "डेल्टा तरंगें" एक विशिष्ट व्लोटेज बूम (बैंड) को संदर्भित कर सकता है, लेकिन नींद संबंधी शोध में यह अक्सर व्यापक रूप से काम करता है। इसमें 75 से 140 माइक्रोवोल्ट के बीच मापी गई डेल्टा तरंगें, 140 माइक्रोवोल्ट से ऊपर की EEG धीमी तरंगें, 1 Hz से ढीमा दोलन, और 0.75 से 4.5 Hz बैंड में स्लो-वेव गतिविधि ाशामिल है।

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