Электрофизиология

Электрофизиология (англ. electrophysiology) – раздел физиологии, изучающий биоэлектрические свойства клеток и тканей организма. Она включает в себя регистрацию электрического тока во всевозможных масштабах,  начиная от изучения отдельных белков ионных каналов до исследование целых органов, например, сердца. В нейробиологии она включает в себя измерения электрической активности нейронов и, в частности, активности потенциала действия. Записи крупномасштабных электрических сигналов нервной системы, такие как электроэнцефалография, также являются электрофизиологической записью.1 Они применяются для электродиагностики и мониторинга.

Электрографические модальности по частям тела

Электрофизиологическую запись иначе называют электрографией (от electro- + -graphy, “электрическая запись”), а запись, полученную таким образом – электрограммой. Однако слово электрография имеет и ряд других значений (например, электрофотография),  конкретные же виды электрофизиологической записи принято называть по схеме:

 электро- + [часть тела] + -графия (аббревиатура ExG)

Соответственно, слово электрограмма  имеет обобщенный смысл. Однако часто несет специфическое значение внутрисердечной электрограммы, которая напоминает электрокардиограмму, но с некоторыми инвазивными отведениями (внутри сердца), а не только с неинвазивными отведениями (на коже). Электрофизиологическая запись для клинико-диагностических целей входит в категорию электродиагностического тестирования.

МодальностьСокращениеЧасть телаРаспространенность в клиническом использовании
ЭлектрокардиографияECG или EKGсердце (в частности, сердечная мышца) с кожными электродами (неинвазивные)1 – очень часто
ЭлектроатриографияEAGсердечная мышца предсердний3 – нечасто
ЭлектровентрикулографияEVGсердечная мышца желудочков3 – нечасто
Внутрисердечная электрограммаEGMсердце (в частности, сердечная мышца), с внутрисердечными электродами (инвазивные)2 – довольно часто
ЭлектроэнцефалографияEEGголовной мозг (обычно кора больших полушарий), с экстракраниальными электродами2 – довольно часто
ЭлектрокортикографияECoG или iEEGголовной мозг (особенно кора головного мозга) при помощи интракраниальных электродов2 – довольно часто
ЭлектромиографияEMGмышцы всего тела (обычно скелетные , иногда гладкие)1 – очень часто
ЭлектроокулографияEOGглаз2 – довольно часто
ЭлектроретинографияERGглаз – особенно сетчатка2 – довольно часто
ЭлектронистагмографияENGглаз – через корнеоретинальный потенциал2 – довольно часто
ЭлектроольфактографияEOGобонятельный эпителий у млекопитающих3 – нечасто
ЭлектроантеннографияEAGобонятельные рецепторы в усиках членистоногих4 – клинически не применимо
ЭлектрокохлеографияECOG или ECochGулитка уха2 – довольно часто
ЭлектрогастрографияEGGгладкая мышца желудка2 – довольно часто
ЭлектрогастроэнтерографияEGEGгладкие мышцы желудка и кишечника2 – довольно часто
ЭлектроглоттографияEGGголосовая щель3 – нечасто
ЭлектропалатографияEPGконтакт языка с твердым небом3 – нечасто
ЭлектроартериографияEAGартериальный кровоток через потенциал переноса, обнаруженный через кожу23 – нечасто
ЭлектроблефарографияEBG мышцы века3 – нечасто
ЭлектродермографияEDGкожа3 – нечасто
ЭлектрогистерографияEHGматка3 – нечасто
ЭлектронейронографияENeG или ENoGнервы3 – нечасто
ЭлектропневмографияEPGлегкие (движения грудной клетки)3 – нечасто
ЭлектроспинографияESGспинной мозг3 – нечасто
ЭлектровомерографияEVGвомероназальный орган3 – нечасто

Клиническая электрофизиология


Клиническая электрофизиология направлена на внедрение принципов и технологий электрофизиологии применительно к здоровью человека. Например, клиническая электрофизиология сердца изучает электрические свойства, оказывающие влияние на ритм и активность работы сердца. Она может быть использована для мониторинга и лечения таких патологических состояний как аритмии. Например, врач может ввести катетер c электродом в сердечную мышцу для регистрации ее электрической активности.

Другим примером является клиническая нейрофизиология. Это направление позволяет измерять электрические потенциалы головного и спинного мозга, а также нервов. Такие ученые, как Дюшен де Булонь (1806-1875) и Натаниэль А. Бухвальд (1924-2006),  способствовали развитию области нейрофизиологии, обеспечив ее клиническое применение.

Рекомендации по клинической отчетности

Стандарты минимальной информации (ми) или рекомендованные принципы отчетности определяют минимальный объем метаданных (информации) и данных, необходимых для достижения конкретной цели или задач клинического исследования. Группа методических рекомендаций по отчетности “минимальная информация о нейробиологическом исследовании” (MINI) призвано обеспечить последовательный набор основных принципов для представления отчета об электрофизиологическом эксперименте. На практике мини-модуль содержит контрольный список информации, которая должна быть предоставлена (например, об используемых протоколах), когда набор данных описывается для публикации.3

Footnotes

  1. Scanziani, Massimo; Häusser, Michael (2009). “Electrophysiology in the age of light”. Nature461 (7266): 930–39. Bibcode:2009Natur.461..930S. doi:10.1038/nature08540. PMID 19829373.
  2. U.S. Patent 4425922A
  3. Gibson, Frank; Overton, Paul G.; Smulders, Tom V.; Schultz, Simon R.; Eglen, Stephen J.; Ingram, Colin D.; Panzeri, Stefano; Bream, Phil; Sernagor, Evelyne (2008). “Minimum Information about a Neuroscience Investigation (MINI) Electrophysiology” (PDF)Nature Precedings. hdl:10101/npre.2009.1720.2.