Briefe geschiedenis en achtergrond

De eerste bekende neurofysiologische opnamen van dieren werden in 1875 uitgevoerd door Richard Caton. Het duurde nog een halve eeuw voordat de elektrische activiteit van mensen werd geregistreerd. Hans Berger, een Duitse psychiater, pionierde met het EEG bij mensen in 1924. Het EEG is een elektrofysiologische techniek voor de registratie van elektrische activiteit afkomstig van de menselijke hersenen. Gezien de uitzonderlijke gevoeligheid in de tijd, is het EEG vooral nuttig bij de evaluatie van de dynamische werking van de hersenen. Het EEG is bijzonder nuttig voor de evaluatie van patiënten die verdacht worden van toevallen, epilepsie en ongewone gemoedstoestanden. Op enkele uitzonderingen na, zullen vrijwel alle patiënten met epilepsie karakteristieke EEG-veranderingen vertonen tijdens een epileptische aanval (ictale, of tijdens de aanval, opnamen). De meeste epilepsiepatiënten vertonen ook karakteristieke interictale (of tussen de aanvallen in) epileptiforme ontladingen (IED’s), die spike (<70 μsec duur), spike en golf, of scherpe-golf (70-200 μsec duur) ontladingen worden genoemd.

EEG is ook gebruikt voor verschillende andere klinische indicaties. Bijvoorbeeld, EEG kan worden gebruikt om de diepte van de anesthesie te controleren tijdens chirurgische procedures; gezien de grote gevoeligheid in het tonen van plotselinge veranderingen in neurale werking zelfs als ze voor het eerst optreden, is het heel nuttig gebleken in deze setting bij het toezicht op mogelijke complicaties zoals ischemie of infarct. EEG-golfvormen kunnen ook worden gemiddeld, wat aanleiding geeft tot evoked potentials (EP’s) en event-related potentials (ERP’s), potentialen die neurale activiteit van belang weergeven die in de tijd gerelateerd is aan een specifieke stimulus. EP’s en ERP’s worden gebruikt in de klinische praktijk en onderzoek voor de analyse van visuele, auditieve, somatosensorische, en hogere cognitieve functioneren.

Het EEG wordt verondersteld voornamelijk te worden gegenereerd door corticale piramidale neuronen in de cerebrale cortex die loodrecht zijn georiënteerd op het oppervlak van de hersenen. De neurale activiteit die door het EEG kan worden waargenomen is de som van de excitatoire en inhibitoire postsynaptische potentialen van relatief grote groepen neuronen die synchroon vuren. Conventioneel scalp of corticaal oppervlakte-registratie EEG is niet in staat om de kortstondige lokale veldpotentiaalveranderingen als gevolg van neuronale actiepotentialen te registreren. Zie bijlage 1 voor nadere bijzonderheden over de neurofysiologische beginselen die aan het EEG ten grondslag liggen.

Een ongelukkige realiteit van het EEG is dat de cerebrale activiteit kan worden overstemd door andere elektrische activiteit die door het lichaam of in de omgeving wordt gegenereerd. Om op de hoofdhuid te kunnen worden waargenomen, moeten de minuscule, door de hersenen opgewekte EEG-spanningen eerst door meerdere biologische filters die zowel de signaalamplitude verminderen als de EEG-activiteit wijder verspreiden dan de oorspronkelijke bronvector. De cerebrale spanningen moeten de hersenen, de liquor, de hersenvliezen, de schedel en de huid doorkruisen voordat zij de opnameplaats bereiken waar zij kunnen worden gedetecteerd. Bovendien, andere biologisch gegenereerde elektrische activiteit (door hoofdhuidspieren, de ogen, de tong, en zelfs het verre hart) creëert massieve voltagepotentialen die vaak overweldigen en verduisteren de cerebrale activiteit. Tijdelijke losraken van de opname-elektroden (de zogenaamde “electrode pop” artefacten) kunnen het EEG verder eroderen, of zelfs hersenritmes en toevallen imiteren. Het komt erop neer dat biologische en omgevingsgebonden elektrische artefacten vaak interfereren met het vermogen van de tolk om zowel normale ritmen als pathologische patronen nauwkeurig te identificeren. Gelukkig bezitten artefacten vele onderscheidende kenmerken die gemakkelijk te identificeren zijn door goed opgeleide, zorgvuldige waarnemers. Zie Appendix 4 voor verschillende voorbeelden van artefacten die vaak worden aangetroffen tijdens EEG-opnamen.

Een typische EEG-display toont spanningen op het verticale domein en tijd op het horizontale domein, waardoor een bijna real-time weergave van de lopende hersenactiviteit wordt verkregen (figuur 1). Met digitale opname en weergave kan de tolk verschillende aspecten van de EEG-weergave wijzigen voor het gemak en de verstaanbaarheid van de gegevens. De tolk kan de gevoeligheid (ook bekend als “gain”) van de opname aanpassen, in microvolt per millimeter, om de weergavehoogte van de golfvormen te vergroten of te verkleinen. Ook kan men de weergegeven tijd veranderen, die soms epoche wordt genoemd en vroeger bekend stond als “papiersnelheid”. Kortere intervallen kunnen worden bekeken met een paar seconden op een computerscherm, een duidelijk voordeel voor het bekijken van zeer korte EEG gebeurtenissen zoals epileptiforme spikes. Omgekeerd kan de tijdschaal worden uitgebreid om langere segmenten van het EEG gedurende verscheidene minuten weer te geven om langzaam evoluerende ritmische ontladingen te bekijken. Digitale filters kunnen ook worden toegepast om artefacten in bepaalde instellingen te verminderen, maar moeten met grote voorzichtigheid worden gebruikt omdat zij ook de interessante EEG-activiteit filteren en de EEG-golfvormen ernstig kunnen vervormen.