Qu'est-ce que l'électroencéphalogramme? (EEG)

Le électroencéphalogramme (EEG) est un test utilisé pour enregistrer et évaluer l’activité bioélectrique du cerveau. Les potentiels électriques sont obtenus par des électrodes situées sur le cuir chevelu du patient.

Les enregistrements peuvent être imprimés sur un papier en mouvement via un électroencéphalographe ou peuvent être visualisés sur un moniteur. L'activité électrique du cerveau peut être mesurée dans des conditions basales de repos, de veille ou de sommeil.

L'électroencéphalogramme est utilisé pour le diagnostic de l'épilepsie, des troubles du sommeil, des encéphalopathies, du coma et de la mort cérébrale, entre autres utilisations. Il peut également être utilisé en recherche.

Il était auparavant utilisé pour détecter des troubles cérébraux focaux tels que les tumeurs ou les accidents vasculaires cérébraux. De nos jours, l'imagerie par résonance magnétique (IRM) et la tomodensitométrie (TDM) sont utilisées.

Brève histoire de l'électroencéphalogramme

L'histoire de l'électroencéphalogramme commence en 1870, lorsque Fristsch et Hitzig, médecins de l'armée prussienne, enquêtent avec des cerveaux militaires. Ceux-ci ont été découverts à la bataille de Sedan. Ils ont vite compris qu'en stimulant certaines zones du cerveau par le courant galvanique, des mouvements étaient générés dans le corps.

Cependant, c'est en 1875 que le médecin Richard Birmick Caton confirme que le cerveau produit des courants électriques. C'était grâce à ses études avec des souris et des singes. Par la suite, cela a permis au neurologue Ferrier d'expérimenter le "courant faradique", en situant les fonctions motrices dans le cerveau.

En 1913, Vladimir Pravdich-Neminsky fut le premier à exécuter ce qu'il appelait un "électrocérébrogramme", examinant le système nerveux d'un chien. Jusque-là, toutes les observations étaient faites sur des cerveaux non découverts, car il n'existait aucune procédure d'agrandissement atteignant l'intérieur du crâne.

En 1920, Hans Berger a commencé à expérimenter avec les humains et, neuf ans plus tard, il a créé une méthode pour mesurer l'activité électrique du cerveau. Il a inventé le terme "électroencéphalogramme" pour caractériser l'enregistrement des fluctuations électriques du cerveau.

C'est ce neurologue allemand qui a découvert le "rythme de Berger". C'est-à-dire les "ondes alpha" actuelles, qui consistent en des oscillations électromagnétiques provenant de l'activité électrique synchronique du thalamus.

Berger, malgré sa grande découverte, je ne peux pas avancer dans cette méthode en raison de ses rares connaissances techniques.

En 1934, Adrian et Matthews, lors d'une manifestation à la Society of Physiology (Cambridge), ont pu vérifier le "rythme Berger". Ces auteurs ont avancé avec de meilleures techniques et ont démontré que le rythme régulier et large de 10 points par seconde ne provenait pas du cerveau entier, mais des zones visuelles d'association.

Par la suite, Frédéric Golla a confirmé que dans certaines maladies, il y avait des altérations des oscillations rythmiques de l'activité cérébrale.

Cela a permis de grands progrès dans l'étude de l'épilepsie, prenant conscience de la difficulté de ce sujet et de la nécessité d'étudier le cerveau de manière intégrale. Fisher et Lowenback, en 1934, ont pu déterminer les pics épileptiformes.

Enfin, William Gray Walter, un neurologue américain expert en robotique, a développé ses propres versions de l'électroencéphalogramme et a apporté des améliorations. Grâce à lui, il est maintenant possible de détecter les différents types d’ondes cérébrales, des ondes alpha au delta.

Comment fonctionne un électroencéphalogramme?

Un électroencéphalogramme standard est un scanner non invasif et indolore qui consiste à fixer des électrodes sur le cuir chevelu avec un gel conducteur. Il possède un canal d'enregistrement qui mesure la différence de tension entre deux électrodes. Normalement, 16 à 24 dérivations sont utilisées.

Les paires d'électrodes sont combinées pour créer ce qu'on appelle un "montage", qui peut être bipolaire (transversal et longitudinal) et monopolaire (référentiel). L'assemblage bipolaire est utilisé pour enregistrer la différence de tension dans les zones d'activité cérébrale, tandis que le monopolaire compare une zone cérébrale active avec une autre zone sans activité ou activité neutre.

La différence entre une zone active et la moyenne de toutes ou certaines électrodes actives peut également être mesurée.

Les électrodes invasives (à l'intérieur du cerveau) peuvent être utilisées pour étudier les zones difficiles à atteindre, telles que la surface mésiale du lobe temporal.

En outre, il peut parfois être nécessaire d’insérer des électrodes près de la surface du cerveau pour détecter l’activité électrique du cortex cérébral. Les électrodes sont généralement situées sous la dure-mère (une des couches des méninges) par une incision dans le crâne.

Cette procédure est appelée électrocorticographie et est utilisée pour traiter l’épilepsie résistante et pour les investigations.

Il existe un système standardisé pour le placement des électrodes, appelé "système 10-20". Cela implique que la distance entre les électrodes doit être de 10% ou 20% par rapport aux axes avant (avant-arrière) ou transversaux (d'un côté du cerveau à l'autre).

21 électrodes doivent être placées et chaque électrode sera connectée à une entrée d'un amplificateur différentiel.Les amplificateurs étendent la tension entre l'électrode active et l'électrode de référence entre 1000 et 100 000 fois.

À l'heure actuelle, le signal analogique est en panne et des amplificateurs numériques sont utilisés. L'EEG numérique présente de grands avantages. Par exemple, cela facilite l'analyse et le stockage du signal. En outre, il permet de modifier des paramètres tels que les filtres, la sensibilité, la durée d’enregistrement et les assemblages.

Les signaux EEG peuvent être enregistrés avec du matériel open source tel que OpenBCI. D'autre part, le signal peut être traité par un logiciel gratuit tel que l'EEGLAB ou la boîte à outils Neurophysiological Biomarker.

Le signal électroencéphalographique est représenté par la différence de potentiel électrique (dp) entre deux points de la surface crânienne. Chaque point est une électrode.

Les ondes cérébrales de l'électroencéphalogramme

Notre cerveau fonctionne grâce à des impulsions électriques qui traversent nos neurones. Ces impulsions peuvent être rythmées ou non et sont appelées ondes cérébrales.

Le rythme consiste en une onde régulière, qui a la même morphologie et la même durée, et qui conserve sa propre fréquence.

Les ondes sont classées en fonction de leur fréquence, c'est-à-dire en fonction du nombre de fois que l'onde se répète par seconde et sont exprimées en hertz (Hz). Les fréquences ont une certaine distribution topographique et une certaine réactivité. La majeure partie du signal cérébral observé dans le cuir chevelu se situe entre 1 et 30 Hz.

Par contre, l'amplitude est également mesurée. Ceci est déterminé à partir de la comparaison de la distance entre la ligne de base et le pic de l'onde. La morphologie de l'onde peut être aiguë, en pointe, en onde complexe et / ou en onde lente lente.

Dans l'électroencéphalogramme, on peut observer 4 largeurs de bande principales appelées alpha, bêta, thêta et delta.

Beta Waves

Ils se composent de vagues larges, dont la fréquence est comprise entre 14 et 35 Hz. Ils apparaissent lorsque nous sommes éveillés en train de faire des activités nécessitant un effort mental intense, comme faire un examen ou étudier.

Ondes alpha

Ils ont une plus grande amplitude que les précédents et leur fréquence oscille entre 8 et 13 Hz. Ils se produisent lorsque la personne est détendue, sans faire d’efforts mentaux importants. Ils apparaissent également lorsque nous fermons les yeux, rêvons en rêve ou effectuons des activités que nous avons très automatisées.

Ondes Theta

Ils ont une amplitude plus élevée mais une fréquence inférieure (entre 4 et 8 Hz). Ils reflètent un état de grande relaxation avant le début du sommeil. En particulier, il est lié aux premières phases du rêve.

Ondes delta

Ces ondes ont la fréquence la plus basse (entre 1 et 3 Hz). Ils sont associés à des stades de sommeil plus profonds (stade 3 et 4, où vous ne rêvez généralement pas).

Comment l'électroencéphalogramme est-il effectué?

Pour effectuer l'EEG, le patient doit être détendu, dans un environnement sombre avec des yeux fermés. Normalement, cela dure environ 30 minutes.

Au début, des tests d'activation sont effectués, tels que la photostimulation intermittente (application de stimuli lumineux à différentes fréquences) ou l'hyperventilation (respiration régulière et profonde dans la bouche pendant 3 minutes).

Il peut aussi provoquer le sommeil ou, au contraire, garder le patient éveillé. Cela dépend de ce que le chercheur a l'intention d'observer ou de vérifier.

Comment est-il interprété?

Pour interpréter un électroencéphalogramme, il est nécessaire de connaître l'activité normale du cerveau en fonction de l'âge et de l'état du patient. Il est également nécessaire d'examiner les artefacts et les éventuels problèmes techniques pour minimiser les erreurs d'interprétation.

Un électroencéphalogramme peut être anormal s'il existe une activité épileptiforme (suggérant l'existence d'un processus épileptique). Cela peut être localisé, généralisé ou avec un modèle certain et inhabituel.

Il peut également être anormal lorsque des ondes lentes sont affichées dans une zone spécifique. Ou, asynchronie généralisée est trouvée. Des anomalies peuvent également survenir dans l'amplitude ou lorsqu'il existe une trace qui s'écarte de la normale.

Actuellement, d'autres techniques plus avancées ont été développées telles que la surveillance vidéo-EEG, l'EEG ambulatoire, la télémétrie, la cartographie du cerveau, ainsi que l'électrocorticographie.

Types d'électroencéphalogramme

Il existe différents types d'électroencéphalogrammes énumérés ci-dessous:

Électroencéphalogramme de base

Il est effectué lorsque le patient est en état de veille, donc aucune préparation n'est requise. Pour éviter d'utiliser des produits pouvant affecter l'exploration, un bon nettoyage du cuir chevelu est effectué.

Électroencéphalogramme en période de privation de sommeil

Il faut une préparation préalable. Le patient doit rester éveillé 24 heures avant son terme. Ceci est fait dans le but de faire des tracés physiologiques des phases de sommeil afin de détecter des anomalies qui ne peuvent pas être obtenues par l'EEG basale.

Electroencéphalogramme vidéo

C'est un électroencéphalogramme normal, mais sa particularité est que le patient est filmé pendant le processus. Son but est d'obtenir un enregistrement visuel et électrique pour observer si des crises ou des pseudo-crises apparaissent.

Electroencéphalogramme de mort cérébrale

C'est une technique nécessaire pour observer l'activité corticale cérébrale ou son absence. C'est la première étape du soi-disant "protocole de mort cérébrale". Il est essentiel de démarrer le dispositif pour l'extraction et / ou la transplantation d'organes.

Applications cliniques de l'électroencéphalogramme

L'électroencéphalogramme est utilisé dans une grande variété de conditions cliniques et neuropsychologiques. Voici quelques unes de ses utilisations:

Détecter les épilepsies

L’EEG dans les épilepsies est fondamental pour le diagnostic, car il permet de le différencier d’autres pathologies telles que les crises psychogènes, les syncopes, les troubles du mouvement ou les migraines.

Il sert également à la classification du syndrome épileptique, ainsi qu'à contrôler son évolution et l'efficacité du traitement.

Détecter les encéphalopathies

Les encéphalopathies impliquent des dommages ou des dysfonctionnements du cerveau. Grâce à l'électroencéphalogramme, on peut savoir si certains symptômes sont dus à un problème cérébral "organique" ou sont le produit d'autres troubles psychiatriques.

Anesthésie de contrôle

L'électroencéphalogramme est utile pour contrôler la profondeur de l'anesthésie, empêchant le patient d'entrer dans le coma ou de se réveiller.

Surveiller la fonction cérébrale

EEG est essentiel dans les unités de soins intensifs pour contrôler la fonction cérébrale. En particulier les crises, l'effet des sédatifs et de l'anesthésie chez les patients dans le coma induit, ainsi que pour examiner les lésions cérébrales secondaires. Par exemple, ce qui peut se produire dans une hémorragie sous-arachnoïdienne.

Détection de fonctionnement anormal

Il est utilisé pour diagnostiquer des changements anormaux dans le corps qui peuvent affecter le cerveau. C'est généralement une procédure nécessaire pour diagnostiquer ou surveiller des maladies du cerveau telles que la maladie d'Alzheimer, les lésions cérébrales traumatiques, les infections ou les tumeurs.

Certains motifs électroencéphalographiques peuvent présenter un intérêt pour le diagnostic de certaines pathologies. Par exemple, encéphalite herpétique, anoxie cérébrale, intoxication aux barbituriques, encéphalopathie hépatique ou maladie de Creutzfeldt-Jakob.

Vérifiez le développement du cerveau adéquat

Chez les nouveau-nés, l'EEG peut fournir des informations sur le cerveau pour identifier d'éventuelles anomalies en fonction de leur période de vie.

Identifier le coma ou la mort cérébrale

L'électroencéphalogramme est nécessaire pour évaluer l'état de conscience du patient. Il fournit des données sur le pronostic et le degré de lenteur de l'activité cérébrale. Ainsi, une fréquence inférieure indiquerait une réduction du niveau de conscience.

Il permet également d'observer si l'activité cérébrale est continue ou discontinue, la présence d'une activité épileptiforme (qui indique un pronostic plus défavorable) et la réactivité aux stimuli (qui montre la profondeur du coma).

En outre, la présence de schémas de sommeil peut être vérifiée (ce qui est rare lorsque le coma est plus profond).

Pathologies dans le rêve

L'EEG est très important pour le diagnostic et le traitement de multiples pathologies du sommeil. Le patient peut être examiné pendant son sommeil et observer les caractéristiques de ses ondes cérébrales.

Le test le plus couramment utilisé pour les études de sol est la polysomnographie. Ceci, en plus de l’électroencéphalogramme, enregistre simultanément le patient en vidéo. De plus, il permet d'analyser son activité musculaire, ses mouvements respiratoires, son débit d'air, sa saturation en oxygène, etc.

Enquête

L'électroencéphalogramme est utilisé dans l'enquête. Surtout en neuroscience, psychologie cognitive, neurolinguistique et psychophysiologique. En fait, beaucoup de choses que nous connaissons actuellement sur notre cerveau sont dues à des recherches effectuées avec des électroencéphalogrammes.

Références

1. Activité électrique cérébrale: un langage à déchiffrer? (s.f.) Récupéré le 31 décembre 2016 de Metode: Journal of Research Dissemination de l'Universitat de València. Tiré de metode.cat/es/.
2. Barea Navarro, R. (s.f.). Thème 5: Électroencéphalographie. Récupéré le 31 décembre 2016 de UNIVERSIDAD DE ALCALÁ, DÉPARTEMENT D'ÉLECTRONIQUE: extrait de bioingenieria.edu.ar.
3. Barlow, J. S. (1993). L'électroencéphalogramme: ses motifs et ses origines. MIT presse.
4. Barros, M. I. M. et Guardiola, G. T. (2006). Concepts de base de l'électroencéphalographie. Duazary, 3 (1).
5. Électroencéphalographie. (s.f.) Récupéré le 31 décembre 2016 sur Wikipedia.
6. García, T. T. (2011). Manuel de base pour les infirmières en électroencéphalographie. Teaching Nursing, 94, 29-33.
7. Merino, M. et Martínez, A. (2007). Electroencéphalographie conventionnelle en pédiatrie, technique et interprétation. Un pédiatre continu 5 (2): 105-8.
8. Niedermeyer, E., & da Silva, F.L. (Eds.). (2005). Électroencéphalographie: principes de base, applications cliniques et domaines connexes. Lippincott Williams & Wilkins.
9. Ramos-Argüelles, F., Morales, G., Egozcue, S., Pabón, R.M. et Alonso, M.T. (2009). Techniques d'électroencéphalographie de base: principes cliniques et applications. Annales du système de santé de Navarre, 32 (Suppl.3), 69-82. Extrait le 31 décembre 2016 de scielo.isciii.es.