Présentation EEG et démonstration

• Découvert en 1924 par Hans Berger, psychiatre allemand

  • -> Méthode d’exploration fonctionelle du cerveau (Methode zur funktionellen Untersuchung des Gehirns)

• Technique de mesure de l’activité électrique globale des neurons du cortex cérébral

  • (Technik zur Messung der globalen elektrischen Aktivität der Neurone in der Großhirnrinde)

• Première publication: 1929

• Mise en évidence de deux types de rythmes / oscilliations (Nachweis zweier Arten von Rythmen / Oszillationen)

• Alpha : 10 Hz

• Bêta : 15 Hz

• Jusqu’à 200µV

-> tracés EEG enregistrés le jour très différents de ceux enregistrés la nuit. (deutlicher Unterschied von tags und nachts aufgezeichneten EEG-Kurven)

• On savait déjà qu’au niveau comportemental, il y avait des différences Jour/Nuit

  • (bereits bekannt, dass es auf Verhaltensebene Tag-Nacht-Unterschiede gibt)

Princip

• L’enregistrement (Aufzeichnung) d’un EEG est simple, non invassif et peu coûteux (kostengünstig)

• L’activité électrique corticale est recueillie grâce à des électrodes placées à la surface du crâne (wird mithilfe von Elektroden an Schädeloberfläche gesammelt)

• Chaque électrode est reliée à un fil à l’appareil amplificateur et enregistreur = Activité en temps réel (milliseconde) (jede Elektrode über Draht mit Verstärker-/Aufzeichnungsgerät verbunden)

• Des filtres supprimant les basses et les grandes fréquences permettent d’éliminer certaines fréquences parasites (mit Filtern, die tiefe und hohe Frequenzen unterdrücken, können bestimmte Störfrequenzen eliminiert werden)

• Comme ce signal électrique est naturellement très faible, il est nécessaire de l’amplifier environ 1 million de fois pour pouvoir lire le tracé sur un écran ou l’imprimer sur papier

  • (da elekt. Signal von Natur aus sehr schwach, muss es 1 Million mal verstärkt werden, um Kurve auf Bildschirm lesen oder auf Papier ausdrucken zu können)

Positionnement des électrodes selon le système international « 10-20 »

(Positionierung der Elektroden nach dem internationalen System « 10-20 »)

• Pour faciliter les comparaisons, les positions des électrodes et d’enreigistrement ont été standardisées

  • (standardisierte Bedingungen für Aufnahme + Positionen standardisiert, um Vergleich zu erleichtern) :

  • = électrodes disposées symétriquement, sont équidistantes (gleich weit voneinander entfernt)…

• L’enregistrement peut varier en fonction de la position des électrodes, de l’espèce étudiée (Tierart), de l’âge du sujet et surtout en fonction de l’état de vigilance du sujet (v.a. in Abhängigkeit vom Wachheitszustand des Probanden)

• Le signal est maintenant converti numériquement et traité par ordinateur

  • (Signal wird digital umgewandelt und mit Computer bearbeitet)

• Les enregistrements sont le plus souvent bipolaires et analysent les différences de potential entre 2 électrodes adjacentes

  • (Aufzeichnungen meist bipolar und analysieren Unterschiede der Potenziale zwischen 2 benachbarten Elektroden)

• Calibrage de l’appareil d’enregistrement : Une déflexion de la plume de 1mm correspond à une variation de potentiel de 10mV

  • (Kalibrierung des Aufnahmegeräts : Eine Auslenkung des Stifts um 1mm entspircht einer Potenzialäänderung von 10mV. Das Papier läuft mit eienr Geschwindigkeit von 15 mm/s)

• L’EEG se présente sous la forme de potentiels rythmiques de faible amplitude dont les fréquences varient en fonction de la région cérébrale

  • (EEG zeigt sich in Form von rhythmischen Potentialen mit geringer Amplitude, deren Frequenzen je nach Hirnregion variieren)

• L’EEG mesure surtout les émissions de courant qui ont lieu au cours de l’activation synpatique des dendrites (PPSE, PPSI) des nombreuses cellules pyramidales du cortex cérébral (=80% de la masse du cerveau)

  • (misst v.a. Stromemissionen, die während d. synaptischen Aktivierung d. Dendriten der zahlreichen Pyramidalzellen in der Großhirnrinde stattfinden)

Tracés EEG caractéristiques des diverses phases de continuum (EEG-Kurven, die für verschiedene Kontinuumsphasen charakteristisch)

Veille-sommeil classés par niveau décroissant de vigilance (Wach-Schalf nach absteigendem Wachheitsgrad geordnet)

• Erregt: B -> globale Aktivierung des Kortex + Aufmerksame Wachheit

• In Ruhe: a -> Diffuse Wachheit

• Schläfrig: t -> Einschlafen

• Schlafend: -> Schlafstadium 2, Spindeln

• Tiefschlaf: d -> tiefer langsamer Schlaf

-> Relation claire entre les niveau de vigilance et les rythmes EEG (Klare Beziehung zwischen Wachheitgraden und EEG-Rhythmen)

-> L’amplitude du signal dépend du gegré de synchronisation de l’activité des neurons

• (Die Amplitude des Signals hängt vom Grad der Synchronisation der Neuronenaktivität ab)

• Rhythmus a: bei einer Person in Ruhe und mit geschlossenen Augen

• Aufgezeichnete Variation von 8 bis 13c7s und eine Amplitude von 50mV

• Dieser Rhythmus wird mit ruhigen, diffusen Wachzuständen in Verbindung gebracht

-> Außerhalb jeder Stimulation -> Vorhandensein spontaner elektrischer Aktivität

• D’ou proviennent donc les différents rythmes ?

  • woher kommen also die verschiedenen Rythmen?

Architecture particulière (besondere Architektur)

• Parallélisme des axons et des dendrites apicales

  • (Parallelität der Axone und der apikalen Dendriten)

• Synchronisme des exictations au niveau de la couche IV-V

  • (Synchronität auf Ebene der Schicht IV-V)

• Le thalamus peut être considéré comme le pacemaker de l’activité corticale

  • (Thalamus = Schrittmacher der kortikalen Aktivität)

• -> L’origine de cette activité est localisé au sein du noyau réticulaiere thalamique

  • (Ursprung d. Aktivität innerhalb Noy. réticulaire thalamique)

  • (Cellules auto-rythmiques se projetant sur le reste du thalamus)

    • (auto-rythmische Zellen projizieren sich auf den Rest des Thalamus)

• Ce noyau a une influence inhibitrice globale sur le thalamus grâce au neurotransmetteur GABA (globalen hemmenden Einluss auf Thalamus)

• Es gibt Thalamus-Wellen mit vergleichbaren Frequenzen der kortikalen Frequenzen

• Diagramme illustrant la disposition des oscillateurs thalamiques, leurs inter relations et leurs connexions avec le cortex

  • (Diagramm zur Veranschaulichung der Anordnund d. Thalamus-Oszillatoren, ihre Interrelationen und ihre Verbindung zu Kortex)

Des expériences de lésions localisées:

• Zerstörung des Thalamus -> Verschwinden der kortikalen Wellen

  • Legt nahe, dass thalamische Neuronen wichtig sind, um kortikalen Pyramidenneuronen einen Rhythmus aufzuzwingen (?)

• Zerstörung des Kortex -> keine Wirkung auf den Thalamus

En l’absence d’excitation

= bouffées synchronisées (synchronisierte Schübe)

• En l’absence de stimulation sensorielle, les neurones du noyau réticulaire thalamique gardent une activité rythmique

  • Wenn keine sensorischen Reize vorhanden, behalten Neuronen des thalamischen Nuc. Relticularis eine rythmische Aktivität

• Cette activité est transmise aux neurones thalamo-corticaux, qui eux même la transmettent au cortex cérébral

  • Diese Aktivität wird an die thalamokortikalen Neuronen weitergeleitet, die sie wiederum an die Großhinrrinde weitergeben

• On obtient des bouffées de synchronisation (amplitude élévé et fréquence faible)

  • Es entstehen Synchronisationsschübe (hohe Amplitude und niedrige Frequenz)

En présence d’exictation

= Activité désynchronisée

• En présence d’excitation, les neurones du NRT perdent leur activité rythmique

  • Bei Erregung verlieren die Neuronen des NRT ihre rhythmische Aktivität

• Ils ne peuvent donc pas la transmettre aux NTC

  • Sie können sie daher nicht an die NCTs weitergeben

• Ces neurones vont stimuler à leur propre rythme

  • Diese Neuronen stimulieren die Neuronen des Kortex in ihrem eigenen Rhythmus

• On obtient une activité désynchronisée (amplitude faible et fréquence élévé)

  • Das Ergebis ist eine desynchronisierte Aktivität (geringe Amplitude und hohe Frequenz)

Système réticulaire

• on sait que l’ensemble est contrôlé par la formation réticulée mésencéphalique

  • es ist bekannt, dass das Ganze von der Formatio reticularis mesencephali gesteuert wird

• ce système est indispensable aux comportements d’évil et de sommeil

  • dieses System ist für das Wach- und Schlafverhalten unerlässlich

• de cette formation partent des voies excitatrices ascendantes, se projetant de facon diffuse sur l’ensemble du cortex cérébral

  • von dieser Formation gehen aufsteigende Erregungsbahnen aus, die sich diffus auf die gesamte Großhirnrinde projizieren

    
    

-> Système activateur afférant ascendant (aufsteigendes afferentes Aktivierungssystem)

• Il existe aussi une voie descendante efférente qui se projette sur les neurones moteurs de la ME (corne ventral)

  • Es gibt auch eine efferente absteigende Bahn, die sich auf die Motorneuronen des ME (Ventralhorn) projiziert

• Ils sont responsables de notre éveil comportemental (sind für erwachendes Verhalten verantwortlich)

  
  

-> Système activateur efférent descendant (absteigendes efferentes Aktivierungssystem)

• S’il y a une lésion dans la partie haute du tronc cérébral = déconnexion du système activateur ascendant réticulé

  • Wenn Verletzung im oberen Teil des Hirnstamms = Abschaltung des aufsteigenden retikulären Aktivatorsystems

• Ici, il n’y a plus de passage de l’influx nerveux dans le cortex cérébral = coma

  • Hier gibt es keinen Durchgang von Nervenimpulsen in den Kortex mehr = Koma

• Si la lésion est dans la partie basse du TC = le rythme veille sommeil est conservé mais perte d’activités motrices

  • Wenn Läsion im unteren Teil des TC liegt = der Schlaf-Wach-Rhythmus bleibt erhalten, aber Verlust der motorischen Aktivitäten

En conclusion:

• Toute stimulation sensorielle (extéroceptives, proprioceptives, intéroceptives) entraîne un éveil réticulaire, lui-même responsable de l’éveil cortical

  • Jede sensorische Stimulation führt zu einer retikulären Erregung, die ihrerseits für die kortikale Erregung verantwortlich ist

• apparition d’ondes désynchronisées à l’EEG démontrant l’activité diffuse de tout le cortex et de l’éveil comportemental, augmentation du tonus musculaire, fréquence cardiaque…

  • Auftreten von desynchronisierten Wellen im EEG, die die diffuse Aktivität des gesamten Kortex und des Wachverhaltens belegen, erhöhter Muskeltonus, Herzfrequenz…

• De nombreuses structures nerveuses modulent l’activité de la FRM (formation réticulaire mésencéphalique) : Frbulbaire (-), cortex (+/-), hippocampe et l’amygdale (émotion)

  • Viele Nervenstrukturen modulieren die Aktivität der FRM

Systèmes ascendants d’activation (aufsteigende Systeme der Aktivierung)

= Systèmes neuromodulateurs diffus du tronc cérébral : libération de substances neuromodulatrices ajustant la sensibilité du cortex cérébral

• Diffuse neuromodulatorische Systeme des Hirnstamms: Freisetzung neuromodulatorischer Substanzen, die die Empfindlichkeit des Kortex anpassen

• La formation réticulée est importante pour notre état de veille, son inhibition par es centres du sommeil diminue notre vigilance et permet à notre cerveau de rentrer dans le sommeil

  • Die FR ist wichtig für Wachzustand; ihre Hemmung durch die Schlafzentren verringern unsere Wachsamkeit und ermöglicht es unserem Gehirn, in den Schlaf zu fallen

• Activés par des stimuli internes et externes nombreux, les circuits de  l’éveil sont multiples et font appel à de nombreux neurotransmetteurs : Ach, glutamate, histamine, sérotonine, noradrénaline et des neuropeptides

  • Die durch zahlreiche interne und externe Reize aktivierten Schaltkreise des Wachheitsgefühls sind vielfältig und greifen auf zahlreiche Neurotransmitter zurück: Ach…

Les applications

• Chez l’enfant: L’EEG permet de suivre la maturation cérébrale (Gehirnreifung lässt sich mit EEG verfolgen)

  • Modifications progressives da la fréquence des rythmes EEG de veille (Veränderungen der Frequenz der EEG-Wachrythmen)

  • Rythme anarchique en début de vie entre la veille et le sommeil, entre les deux hémisphères

    • Anarchischer Rhythmus zu Beginn des Lebens zwischen Wach und Schlaf, zwischen den beiden Hemisphären

  • Vers 3 ans : la fréquence du rythme alpha est entre 8 et 9 c/s ; activité motrice, coordination, différenciation des états de veille/sommeil

    • Mit etwa 3 Jahren: Frequenz des Alpharhythmus liegt zwischen 8 und 9 c/s; motorische Aktivität, Koordination, Unterscheidung von Wach-/Schlafzuständen

  • Vers 18 ans: le rythme alpha prend de l’importance avec un tracé typique

    • Um das 18. LJ: Der Alpha-Rhythmus gewinnt an Bedeutung mit einem typischen Verlauf  

      
      

• Exploration fonctionnelle des troubles de la vigilance (funktionelle Exploration von Vigilanzstörungen):

  • En dehors de l’épilepsie (außerhalb der Epilepsie?)

    • Pathologie dégénérative du système nerveaux central (Parkinson…)

    • Pathologie infectieuse

    • Pathologie métabolique et toxique (médicaments…)

    • Coma et mort cérébrale

  • En épileptologie

    • En période intercritique

    • En période critique

  • Si troubles du sommeil et de l’éveil (bei Schlaf- und Wachstörungen)

    • Exploration des troubles du sommeil nocturne (Erforschung von nächtlichen Schlafstörungen)

    • Exploration de la somnolence diurne (Erforschung der Tagesschläfrigkeit)

    • Intérêt de l’EEG dans le « syndrome de la mort subite du nourrisson » (Bedeutung des EEG beim « Syndrom des plötzlichen Kindstods)

    • Intérêt de l’EEG pour déterminer l’âge du bébé né prématurément (Bedeutung des EEG für die Bestimmung des Alters eines frühgeborenen Babys)

• Auftreten periodischer langsamer Spitzen, die über den gesamten Skalp generalisiert sind und vollkommen synchron charakteristisch am Ende des Verlaufs

• Vorhandensein von periodischen, fokalen, langsamen Potenzialen mit großer Amplitude in der in der linken Hemisphäre. Frequenz im Durchschnitt 2 bis 4s

• Sehr frühe Anomalien, die sehr auf eine Herpesinfektion hindeuten, daher ist es wichtig, das EEG so schnell wie möglich durchzuführen

• Bekannter Ethylpatient, der seit einigen Tagen eine erhebliche Verwirrtheit aufweist

• Das EEG zeigt eine langsame, diffuse d-Aktivität mit polyphasisch und langsamen triphasischen Spitzen

• Völliges Fehlen kortikaler Aktivität am 1

• Wiederauftauchen der normalen Aktivität am vierten Tag

• das Fehlen von kortikaler Aktivität bei einem Patienten mit unbestimmtem Koma sollte deshalb nach einer Barbituratvergiftung suchen lassen

• Aufzeichnung, die nach einem längeren Herz-Atemstillstand durchgeführt wird

• Vorhandensein von akuten Hochspannungsausbrüchen, die von elektrischer Stille unterbrochen werden