Elektro-encefalografie (EEG)

EEG is een afkorting voor elektro-encefalografen, een manier om elektrische potentiaalverschillen in de hersenen te registreren door middel van elektroden die op de schedel zijn geplaatst. Zo kan de (elektrische) activiteit van verschillende hersengebieden gemeten worden. De elektroden op de schedel van de proefpersoon meten het verschil in elektrische activiteit in de cortex (buitenste laag van de grote hersenen) en geven dat weer in een grafiek.

Geschiedenis van de EEG

De geschiedenis van de EEG gaat terug naar 1912, toen Vladimirovich Pravdich-Neminskylography als eerste elektrische potentiaalverschillen in de hersenen van een dier registreerde. Voor dit soort metingen moest meestal eerst het schedeldak worden gelicht. Twaalf jaar later mat Hans Berger de eerste EEG van een mens door de schedelhuid heen en beschreef de golven en ritmes die aanwezig zijn in de hersenen.

Hoe werkt EEG?

Om de elektrische activiteit in de hersenen te meten wordt gebruikt gemaakt van elektroden. Dit zijn kleine metalen schijfjes die op de schedelhuid worden geplakt met lijm. Om de signalen zo goed mogelijk te meten wordt er onder de elektroden een zogenaamde contactpasta gesmeerd met een stompe naald. Dit zorgt voor een betere stroomgeleiding. Sommige systemen gebruiken een kap of net waarin elektroden vastzitten. Dit is met name omdat er dan meer elektroden nodig zijn.

Bij de meeste onderzoeken wordt voor de elektrodeplaatsen op de schedel een internationaal 10-20 systeem gebruikt. Dit zijn 19 elektrodes op verschillende plaatsen op de schedel.

De gemeten spanning in de hersenen is erg klein. De elektrische stroompjes worden daarom ongeveer één miljoen maal versterkt. Het is met een EEG niet mogelijk om activiteiten van één neuron (zie paragraaf Geheugen) te meten. Een EEG wordt gemaakt van een som van activiteiten van duizenden neuronen. Neuronen die dieper liggen in de cortex zijn moeilijker vast te leggen door de EEG dan in de buurt van de schedel.

Een EEG-signaal wordt weergegeven als een grafiek met op de verticale as de spanning en op de horizontale as de tijd. Aan de hand van de grafiek kan informatie gegeven worden over de staat waarin de hersenen zich bevinden.

Het gebruik van EEG

EEG wordt veel gebruikt als onderzoeksmethode in de cognitieve neurowetenschappen. In de neurologie wordt de EEG onderzoek vaak toegepast bij epilepsie maar ook bijvoorbeeld voor slaap gerelateerde aandoeningen en hersentumoren. EEG wordt vaak ook gebruikt voor onderzoek naar perceptuele en motorische processen zoals aandacht, geheugen en lezen.

Event-related-potentials

Proefpersonen krijgen tijdens een EEG-onderzoek bepaalde prikkels, bijvoorbeeld tonen of lichtflitsen, terwijl er een EEG gemaakt wordt. De proefpersonen moeten dan stil en ontspannen gaan liggen, met de ogen gesloten (uiteraard niet bij een test met lichtflitsen). Zintuigen reageren op sterke prikkels met elektrische impulsen die naar de hersenen gestuurd worden. Deze impulsen veroorzaken in de EEG de Event-related-potential’s (ERP’s) en een computer kan deze ERP’s meten. Men kan het zo zien dat EEG de algemene hersenactiviteit weergeeft en ERP’s specifieke patronen van neuro-elektrische activiteit in reactie op een stimulus.

ERP’s bestaan uit een reeks positieve en negatieve pieken. Deze pieken heten componenten. Ze zijn te zien op een bepaald tijdstip na de prikkel en geven neurale activiteit in bepaalde gebieden van de hersenen weer. Je kunt dan ook meten na hoeveel tijd de persoon reageert op een specifieke gebeurtenis of stimulus. Er wordt onderscheid gemaakt tussen vroege en late componenten. Vroege componenten kan men binnen 200 ms na de prikkel zien en geven vooral de neurale activiteit van de sensorische (zintuig) gebieden in de hersenen. Er zijn ook componenten die optreden volgend op een motorische (beweging) reactie. Men noemt deze componenten motorische potentialen.

ERP's zijn vooral geschikt om snelle processen in het brein tijdens taakuitvoering te kunnen zien. Het is moeilijker om vast te stellen waar zij in de hersenen ontstaan.

Vroege componenten

Vroege componenten zijn vooral gevoelig voor intensiteit, modaliteit en de duur van aanbieding van de sensorische prikkels. De componenten komen niet altijd uit de cortex maar ook in de afferente (gevoels) zenuwbanen of zenuwkernen die zich in de hersenstam bevinden.

Vroege componenten die in de cortex ontstaan (zoals de P1) die volgen op de vroege componenten van de hersenstam, worden AEP’s (auditory evoked potentials), VEP’s (visual evoked potentials) of SEP’s (somatosensory evoked potentials) genoemd. Deze componenten zijn het grootst boven het gebied van de hersenen waar deze prikkels worden verwerkt. Bijvoorbeeld bij visuele en auditieve stimulatie zijn de VEP- en AEP-componenten het duidelijkst zichtbaar boven de visuele en auditieve gebieden van de hersenen.

Late componenten

Late componenten hangen minder van de kenmerken van de prikkel af, maar hebben te maken met de verwerking van de prikkel. De componenten zijn het duidelijkst te zien in het geval een proefpersoon iets met de prikkel moet ‘doen’. De persoon moet bijvoorbeeld zeggen of een woord eerder was aangeboden of niet.

De hersenstam bevindt zich onderaan in de schedel. Het ligt in het verlengde van het ruggenmerg. De hersenstam bestuurt vitale levensfuncties als hartslag, ademhaling en bloeddruk

Motorische componenten

Motorische componenten zijn aan beweging gerelateerde ERP’s. Deze componenten geven de activiteit in de motorische gebieden in de hersenen weer. De activiteit heeft te maken met voorbereiding en de uitvoer van een motorische handeling.

Lees verder

• Het geheugen; werking, ligging en functie binnen de hersenen
• De hersengolven alfa, beta, gamma, delta, theta en smr