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.
| Модальность | Сокращение | Часть тела | Распространенность в клиническом использовании |
|---|---|---|---|
| Электрокардиография | ECG или EKG | сердце (в частности, сердечная мышца) с кожными электродами (неинвазивные) | 1 – очень часто |
| Электроатриография | EAG | сердечная мышца предсердний | 3 – нечасто |
| Электровентрикулография | EVG | сердечная мышца желудочков | 3 – нечасто |
| Внутрисердечная электрограмма | EGM | сердце (в частности, сердечная мышца), с внутрисердечными электродами (инвазивные) | 2 – довольно часто |
| Электроэнцефалография | EEG | головной мозг (обычно кора больших полушарий), с экстракраниальными электродами | 2 – довольно часто |
| Электрокортикография | ECoG или iEEG | головной мозг (особенно кора головного мозга) при помощи интракраниальных электродов | 2 – довольно часто |
| Электромиография | EMG | мышцы всего тела (обычно скелетные , иногда гладкие) | 1 – очень часто |
| Электроокулография | EOG | глаз | 2 – довольно часто |
| Электроретинография | ERG | глаз – особенно сетчатка | 2 – довольно часто |
| Электронистагмография | ENG | глаз – через корнеоретинальный потенциал | 2 – довольно часто |
| Электроольфактография | EOG | обонятельный эпителий у млекопитающих | 3 – нечасто |
| Электроантеннография | EAG | обонятельные рецепторы в усиках членистоногих | 4 – клинически не применимо |
| Электрокохлеография | ECOG или ECochG | улитка уха | 2 – довольно часто |
| Электрогастрография | EGG | гладкая мышца желудка | 2 – довольно часто |
| Электрогастроэнтерография | EGEG | гладкие мышцы желудка и кишечника | 2 – довольно часто |
| Электроглоттография | EGG | голосовая щель | 3 – нечасто |
| Электропалатография | EPG | контакт языка с твердым небом | 3 – нечасто |
| Электроартериография | EAG | артериальный кровоток через потенциал переноса, обнаруженный через кожу2 | 3 – нечасто |
| Электроблефарография | EBG | мышцы века | 3 – нечасто |
| Электродермография | EDG | кожа | 3 – нечасто |
| Электрогистерография | EHG | матка | 3 – нечасто |
| Электронейронография | ENeG или ENoG | нервы | 3 – нечасто |
| Электропневмография | EPG | легкие (движения грудной клетки) | 3 – нечасто |
| Электроспинография | ESG | спинной мозг | 3 – нечасто |
| Электровомерография | EVG | вомероназальный орган | 3 – 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
- Scanziani, Massimo; Häusser, Michael (2009). “Electrophysiology in the age of light”. Nature. 461 (7266): 930–39. Bibcode:2009Natur.461..930S. doi:10.1038/nature08540. PMID 19829373.
- U.S. Patent 4425922A
- 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.