background image

ELEKTRYCZNOŚĆ WEWNĄTRZ CIAŁA 

 
1. 

Przewodność i przenikalność elektryczna tkanek 

 

Właściwości elektryczne tkanek i całych obiektów biologicznych uwarunkowane są właściwościami 
komórek oraz ich części strukturalnych i właściwościami substancji międzykomórkowej. Badając 
przewodnictwo komórki trzeba rozpatrzyć poszczególne jej elementy: 

a)

 

cytoplazma – wykazuje cechy złożonego elektrolitu; jej przewodność zależy od koncentracji 
poszczególnych rodzajów jonów i ich ruchliwości; największe znaczenie mają jony małe, gdyż 

są one najbardziej ruchliwe (

+

K

+

Na

Cl

); przewodność cytoplazmy krwinek czerwonych 

wynosi około 

1

1

1

10

5

m

 

b)

 

błona komórkowa – jest izolatorem, decyduje o tym warstwa lipidowa, której przewodność 

elektryczna mieści się w granicach 

1

1

6

4

10

10

m

, a wartość przenikalności elektrycznej 

6

5

=

r

ε

. Dla większości komórek pojemność błony komórkowej wynosi około 

2

1

cm

F

µ

c)

 

pozostałe elementy morfotyczne wykazują cechy półprzewodników; substancje te mają 
strukturę quasi-krystaliczną i zachodzące w nich procesy można wyjaśnić jedynie na gruncie 
teorii z fizyki ciała stałego (np. teoria pasmowa kryształów). 

 
1. Przy bardzo niskich częstotliwościach dla tkanek żywych możliwa jest tylko przewodność jonowa. Z 
powodu  dobrych  właściwości  izolacyjnych  komórek  ich  zawartość  nie  uczestniczy  w  tworzeniu 
prądów.  Dlatego  przewodność  tkanki  jest  niska.  W  tym  samym  czasie  częstotliwość  jest  jeszcze  na 
tyle  mała,  że  błony  komórkowe  zdążają  w  ciągu  jednego  okresu  naładować  się  kosztem  jonów  z 
zewnątrz i z wewnątrz komórek. Cały ładunek jest duży i pojemność tkanki jest znacząca, co sprawia, 
że  przenikalność  elektryczna  jest  duża.  Jednak  ze  wzrostem  częstotliwości  rezystancja 
pojemnościowa  błon  stopniowo  zmniejsza  się,  błony  nie  nadążają  naładować  się  całkowicie,  płyn 
wewnątrz komórek zaczyna uczestniczyć w procesie 
tworzenia  prądów  jonowych  i  w  wyniku  tego  przewodność  tkanki  płynnie  zwiększa  się,  a 
przenikalność elektryczna zmniejsza się. Przy częstotliwościach od 10

4

 do 10

5

 Hz skok przewodności 

odbywa  się  kosztem  lawinowego  włączania  środowiska  wewnątrz  komórek  w  proces  wytwarzania 
jonów. Oprócz tego polaryzacja cząsteczek tkanki (generalnie cząsteczek 
wody) powoduje powstawanie prądów przemieszczenia (co zwiększa ogólny prąd w tkankach). 
2.  Przy  częstotliwościach  105  –  109  Hz  okres  drgań  staje  się  krótszy,  błony  ładują  się  słabo, 
rezystancja  pojemnościowa  zmniejsza  się,  zarazem  zmniejsza  się  rezystancja  powierzchniowa, 
zawartość  komórek  aktywnie  uczestniczy  w  wytwarzaniu  prądów  jonowych.  Czyli  przewodność 
rośnie,  a  przenikalność  elektryczna  zmniejsza  się.  Jednocześnie  znacznie  wzrasta  polaryzacja 
cząsteczek i związane z nią prądy przemieszczenia. 
3. Przy częstotliwościach 10

9

 – 10

10

 Hz i więcej polaryzacja cząsteczek i prądy przemieszczenia mają 

przewagę.  Oprócz  tego  w  tym  zakresie  częstotliwości  zdarzają  się  zjawiska  rezonansowe 
(częstotliwości  charakterystyczne  cząsteczek  wody  oraz  białkowych  cząsteczek  krwi  leżą  w  tym 
zakresie). W wyniku tego przewodność szybko rośnie. 
 
W  ten  sposób  ze  wzrostem  częstotliwości  pola  elektromagnetycznego  oprócz  zmian  właściwości 
tkanek,  indukowanie  prądów  jonowych  stopniowo  zmienia  polaryzację  cząsteczek.  Na  przykład: 
straty  elektryczne  w  tkankach  przy  częstotliwości  1GHz  sięgają  50%  strat  ogólnych,  a  przy 
częstotliwościach 10 GHz oraz 30 GHz – odpowiednio około 90% i 98%. 
 

background image

 

 
2. Zachowanie komórek w polu elektrycznym, dyspersja 
 

Przenikalność i przewodność elektryczna komórek żywych wykazują zależność od częstotliwości pola 
elektrycznego.  Przy  niewielkich  częstotliwościach,  wskutek  dużego  oporu  elektrycznego  błony, 
następuje  izolacja  jonów  we  wnętrzu  komórki  i  zostaje  indukowany  dipol,  a  wartość  przenikalności 
elektrycznej jest bardzo duża. Ze wzrostem częstotliwości efekt ten zanika, aż do sytuacji, gdy opór 
pojemnościowy  błony  zawiera  wyłącznie  opór  błony  lipidowej,  a wnętrze  komórki  bierze  udział  w 
przewodzeniu  prądu.  Zależność  częstotliwościowa,  zwana  dyspersją,  przewodności  i  przenikalności 
elektrycznej  występuje  dla  wszystkich  rodzajów  tkanek.  Przebieg  zależności  częstotliwościowej 
przewodności jest w przybliżeniu symetryczny w zakresie tzw. 

β

-dyspersji. 

Początkowy  obszar  dyspersji  stanowi  superpozycję  kilku  zakresów,  które  doświadczalnie  trudno 
oddzielić od polaryzacji elektrodowej. Brak jest dotychczas teorii, która wyjaśniałaby źródła dyspersji 
w tym zakresie częstotliwości. 
Obszar 

α

-dyspersji  obejmuje  niskie  częstotliwości  (od  kilku  Hz  do  kilku  tysięcy  Hz).  Częstotliwość 

relaksacyjna  średnia  tej  dyspersji 

0

f

  zależy  m.in.  od  wymiarów  komórek  i od struktury  ich  warstw 

powierzchniowych. 

β

-dyspersja  obejmuje  częstotliwości  od  kilkudziesięciu  kHz  do  około  30MHz,  o częstotliwości 

średniej 

MHz

f

1

0

.  Jej  źródłem  jest  niejednorodna  struktura  fizyczna  tkanek  biologicznych 

(obecność błon komórkowych). W obszarze powyżej kilkudziesięciu MHz występuje obszar płaski, w 
którym przenikalność elektryczna krwi jest mniejsza niż wody. 
Dyspersja 

γ

 stanowi również superpozycję kilku zakresów i występuje w zakresie od kilkuset MHz do 

kilku  gigaherców.  Jest  ona  związana  z  właściwościami  polarnymi  biomolekuł  wody  związanej.  W 
zakresie mikrofalowym występuje dyspersja wody wolnej (obszar dyspersji 

δ

). 

 

3. Impedancja błony komórkowej 
 

Właściwości  elektryczne  tkanek  i  całych  obiektów  biologicznych  uwarunkowane  są  właściwościami 
komórek oraz ich części strukturalnych i właściwościami substancji międzykomórkowej. 
Główna  zawartość  wnętrza  komórek,  cytoplazma,  może  być  uważana,  ze  względu  na  pewne  cechy 
fizyczne,  jako  szczególny,  wielofazowy  układ  koloidalny,  złożony  z  różnorodnych  cząsteczek.  W 
procesie  przewodzenia  prądu  elektrycznego  cytoplazma  wykazuje  cechy  złożonego  elektrolitu  lub 
nawet zawiesiny, w której jedne składniki stanowią elektrolityczne środowisko dyspersyjne, a inne - 
fazę  dyspersyjną.  Przewodność  elektryczna  tej  substancji  zależy  od  koncentracji  poszczególnych 
rodzajów jonów i ich ruchliwości. Dla erytrocytów, np. wartość przewodności cytoplazmy wynosi γ = 
5 x 10 

-1

 Ω

-1

m

-1

 

Błona komórkowa jest pod względem przewodnictwa elektrycznego izolatorem. Właściwość 

tę  nadaje  błonie  warstwa  lipidowa.  Jej  przewodność  znajduje  się  w  granicach  10

-4

  -  10

-6

Ω

-1

m

-1

,a 

wartość  przenikalności  elektrycznej  przyjmowana  jest  taka,  jaką  mają  tłuszcze  (ε  =  5  -  6).  Błona 
łącznie z substancją wewnątrz- i zewnątrzkomórkową stanowi kondensator elektryczny, który wnosi 

background image

składową bierną do impedancji komórki. Wartość pojemności tego kondensatora jest dość duża, co 
wynika  z  małej  grubości  błony.  Dla  różnego  rodzaju  komórek  jest  ona  w  przybliżeniu  taka  sama  i 
wynosi ok. 1μF/cm

2

Oprócz  wymienionych  już  właściwości  wiele  substancji  biologicznych  występujących  w  komórkach 
(białka, chloroplasty i inne) wykazuje cechy półprzewodników. 
 Istnieją trzy drogi, którymi płynie prąd: 
1) prąd omija komórkę płynąc przez 3 opory: Rp - Rp - Rp; 
2) prąd płynie przez komórkę przez opory Rp - Rb - Rc - Rb - Rp; 
3) prąd przepływa przez komórkę przy włączonych kondensatorach, czyli przez Rp - Cb - Rc - Cb - Rp. 
Efektywny opór tego rodzaju złożonego obwodu RC nazywamy  i m p e d a n c j ą.  Impedancja tkanki 
składa się z rezystancji R i pojemności C. Okazuje się, że obiekty biologiczne nie wykazują oporności 
indukcyjnej. Opór stawiany prądowi stałemu przez taki układ można łatwo obliczyć za pomocą praw 
Kirchhoffa. Oba  kondensatory  stanowią  dla  prądów  stałych  przeszkodę  nie  do  przebycia. Prąd  stały 
może więc płynąć tylko drogami 1 i 2. 

 
4. Potencjał czynnościowy 
 

Istnienie  potencjału  spoczynkowego  jest  nieodzownym  warunkiem  dla  powstania  czynnościowych 
zjawisk bioelektrycznych w neuronie. Punktem wyjścia dla zjawisk czynnościowych jest zmiana stanu 
spolaryzowania  neuronu.  Zmiana  ta  może  iść  w  kierunku  zmniejszenia  spoczynkowej  różnicy 
potencjałów,  wtedy  nosi  nazwą  depolaryzacji,  lub  też  polegać  może  na  zwiększeniu  stanu 
spolaryzowania i nazywana jest hiperpolaryzacją. 
Bardzo  pouczające  jest  prześledzenie  poszczególnych  etapów  powstawania  potencjału 
czynnościowego.  Jeżeli  na  neuron  stosuje  sią  elektryczny  bodziec  depolaryzacyjny,  wtedy  na 
oscyloskopowym  zapisie  wewnątrzkomórkowym  zaczną  się  pojawiać  zmiany  świadczące  o 
depolaryzacji  błony  komórki,  a  więc  o  zmniejszaniu  się  potencjału  spoczynkowego.  Zmiany  te, 
nazywane  elektro-tonicznymi,  mają  charakter  bierny  i  są  odzwierciedleniem  specyficznej  budowy 
błony neuronu, która nosi w sobie cechy kondensatora. W dalszym ciągu na szczycie zmian elektro-
tonicznych  zaczyna  się  pojawiać  zmiana  potencjału,  .nazywana  odpowiedzią  lokalną,  która  jest  już 
czynną  odpowiedzią  neuronu  na  bodziec  depolaryzacyjny,  choć  nie  posiada  właściwości 
rozprzestrzeniania  się.  Gdy  opisywane  tu  zmiany  osiągną  poziom  depolaryzacji  krytycznej  lub 
progowej, dochodzi w neuronie do powstania właściwego potencjału czynnościowego, nazwanego ze 
względu  na  kształt  potencjałem  iglicowym  (ryć.  24).  Jest  to  potencjał  pojawiający  się  zgodnie  z 
prawem "wszystko albo nic". Oznacza to, że gdy na skutek stymulacji zmiany elektro-toniczne osiągną 
w  neuronie  poziom  depolaryzacji  krytycznej  i  powstanie  potencjał  iglicowy,  dalsze  pobudzanie  nie 
zmienia  w  danych  warunkach  amplitudy  powstałego  potencjału.  Istotną  cechą  potencjału 
czynnościowego neuronu jest zdolność do rozprzestrzeniania się. 

background image

Na  ryc.  24  przedstawiono  omówione  fazy  powstawania  potencjału  czynnościowego  oraz  jego 
strukturę.  Za  główne  mechanizmy  spoczynkowej  różnicy  potencjałów  uważa  się  gradienty  stężeń 

jonów po obydwu stronach błony neuronu, przepuszczalność błony dla tych jonów oraz pompę Na+ - 
K+.  Jeżeli  przyjmuje  się,  że  potencjał  czynnościowy  jest  zaburzeniem  stanu  spoczynkowego,  musi 
dojść  do  zmian  wymienionych  wyżej  parametrów.  Neuron  nie  może  zmienić  stężeń  jonowych  z 
szybkością  i  w  rozmiarach,  które  by  w  istotny  sposób  wpłynęły  na  wielkość  potencjału  błonowego. 
Neuron  jest  jednak  w  stanie  zmienić  właściwości  swej  błony,  a  szczególnie  przepuszczalność  dla 
jonów. Tak też jest w istocie. 
 
W  myśl  teorii  zaproponowanej  przez  A.  L.  Hodgkina  i  A.  F.  Huxleya  (1939),  potencjał  czynnościowy 
neuronu  powstaje  w  wyniku  nagłego,  dużego,  przejściowego  wzrostu  przepuszczalności  błony 
neuronów  dla  Na+.  Przez  bardzo  krótki  okres  przepuszczalność  błony  neuronu  dla  Na+  przewyższa 
przepuszczalność  błony  dla  innych  jonów.  Z  badań  doświadczalnych  wynika,  że  w  czasie  potencjału 
czynnościowego  przepuszczalność  błony  neuronu  dla  Na+  wzrasta  kilkaset  razy  w  porównaniu  że 
stanem  spoczynkowym.  Jony  Na+,  wchodząc  zgodnie  z  gradientem  stężeń  do  komórki  zmieniają 
potencjał wnętrza neuronu z ujemnego na dodatni (ryc.25). Jest to zjawisko refrakcji. 

 
 
 
 
 

 

 
 
 
 
 
 
 
 

background image

Wkrótce po rozpoczęciu aktywacji Na+ dochodzi także do wzrostu przepuszczalności błony dla jonów 
K+. Proces ten jest nazywany aktywacją potasową. Szybkość narastania wzrostu przepuszczalności dla 
jonów K+ jest znacznie mniejsza niż dla jonów Na+. Aktywacja K+ osiąga swoje maksimum w chwili, 
gdy  przepuszczalność  błony  dla  sodu  powraca  do  wartości  wyjściowych  (inaktywacja  sodowa). 
Przepuszczalność  błony  neuronu  dla  jonów  Na+  jest  największa  na  szczycie  potencjału 
czynnościowego,  po  czym  ulega  szybkiemu  zmniejszeniu.  W  tym  obszarze  różnica  potencjału  w 
poprzek  błony  neuronu  zbliża  się  do  potencjału  równowagi  dla  Na+  (E

Na

).  Z  tego  powodu  w  wielu 

neuronach  szczyt  potencjału  iglicowego  można  przewidzieć  na  podstawie  stężeń  sodu  na  zewnątrz 
[Na+]z i wewnątrz [Na+]w neuronu w myśl równania Nernsta zastosowanego do sodu 

 

Proces  inaktywacji  sodowej  i  aktywacji  potasowej  jest  odpowiedzialny  za  repolaryzację  neuronu. 
Repolaryzacja kończy potencjał czynnościowy. Gdy potencjał równowagi dla potasu nie pokrywa się 
dokładnie  z  potencjałem  spoczynkowym,  wtedy  po  fazie  repolaryzacji  przez  kilka  milisekund 
potencjał  błonowy  będzie  różnił  się  od  potencjału  spoczynkowego.  Te  przejściowe  zjawiska  noszą 
nazwę  potencjałów  następczych;  mogą  one  mieć  charakter  zarówno  depolaryzacyjny,  jak  i 
hiperpolaryzacyjny  (ryc.  26).  Z  przytoczonego  opisu  genezy  iglicowego  potencjału  czynnościowego 
wynika,  że  dla  powstania  tego  potencjału  nieodzowna  jest  obecność  jonów  Na+  w  środowisku 

otaczającym neuron. 

 

 
5. 

Model Hodgkina-Huxley’a 

 

Analizując potencjał czynnościowy aksonu kałamarnicy, Hodgkin i Huxley wyznaczyli przebiegi 
czasowe gNa i gK dla różnych potencjałów błonowych. Z przebiegów tych można było wyznaczyć 
czasowe zależności potencjału czynnościowego stosując układ równań jaki opisuje proste reakcje 
chemiczne. 
• Dla jonow potasu przyjęto, że ich zdolność do przenikania przez błonę zależy od stanu lub  pozycji 
naładowanych cząsteczek w błonie, przy czym „a” jest stanem, w którym błona zezwala jonom 
potasu dyfundować na druga stronę, natomiast „b” jest stanem  nieprzenikalnym dla jonów K+ 
• Stała czasowa zmiany ze stanu „a” do stanu „b” to „bn”, natomiast ze stanu „b” do stanu „a” to 
„an”. Stałe zależą od potencjału, ale nie zależą od czasu. 

background image

• W stanie spoczynkowym „bn” ma dużą wartość natomiast „an” ma mała wartość. Po depolaryzacji 
błony, „an” zwiększa się natomiast „bn” maleje. 
 

 

Przewodnictwo błony dla jonów sodu opisuje się podobnymi zależnościami z uwzględnieniem faktu, 
iż po depolaryzacji gNa nie zachowuje stałej maksymalnej wartości (jak gK), ale zmniejsza się do stanu 
spoczynkowego w czasie 1 ms. Oznacza to, że układ sodowy charakteryzuje się inaktywacją. Wymaga 
to wprowadzenia dodatkowej zmiennej -- h
Trzy hipotetyczne stany szybkiego kanału sodowego wg H-H: 
W stanie spoczynkowym, bramka aktywacyjna jest zamknięta a bramka inaktywacyjna  otwarta (m=0, 
h=1).  Ponad-progowa  depolaryzacja  powoduje  szybkie  otwarcie  bramki  aktywacyjnej  i  utrzymanie 
stanu otwartego bramki inaktywacyjnej (m=1, h=1). Aktywowany kanał spontanicznie przechodzi do 
stanu  inaktywowanego  (m=1,  h=0).  Repolaryzacja  sprowadza  układ  do  stanu  spoczynkowego,  z 
którego może rozpocząć się ponowne generowanie potencjału czynnościowego. 
 

 

 
 
6. Układy zastępcze elementów biologicznych 
 

Ze  względu  na  ogromna  liczbę  elementów  składowych  (rozproszonych)  skóry  układ  jest  bardzo 
skomplikowany. Dlatego aby zbudować układ zastępczy skóry ("model elektryczny") należy dokonać 
upraszczających  założeń  ,  przy  których  parametry  elektryczne  układu  są  zbliżone  do  parametrów 
elektrycznych  skóry.  Przyłożenie  do  skóry  podłużnego  stałego  napięcia  elektrycznego  powoduje 
przepływ  prądu  elektrycznego,  analogicznie  jak  w  układzie  przedstawionym  na  rysunku  poniżej. 
Układ ten można przyjąć jako elektryczny układ zastępczy skóry. 

background image

 

Układ zastępczy charakteryzują następujące parametry: 
a) przewodność stała Gs = R-1 w gałęzi zawierającej opór R2 
b) przewodność zmienna Gz w gałęzi zawierającej opór R1 i pojemność C 
c) stała czasowa t określona zależnością t = R1C 
 
Niestety mam problem z czymś więcej!! 
 

 
7

. Pomiar sygnałów bioelektrycznych 

 

Sygnały  bioelektryczne  spełniają  w  organizmie  zarówno  funkcje  informacyjne,  jak  i  koordynacyjne. 
Dzięki nim ośrodkowy układ nerwowy koordynuje i synchronizuje pracę innych układów, zapewniając 
sprawne  działanie  całego  ciała.  Właśnie  dlatego  są  one  jednym  z  najczulszych  wskaźników  stanu 
fizjologicznego  organizmu.  Wydobycie  odpowiedniego  sygnału  elektrycznego  z  wnętrza  ludzkiego 
ciała,  a  następnie  jego  jednoznaczna  interpretacja  -  to  dwa  problemy,  które  trzeba  było  rozwiązać, 
żeby  bioprądy  mogły  stać  się  podstawą  rzetelnej  metody  diagnostycznej.  Choć  do  celów 
diagnostycznych można wykorzystać czynność elektryczną mięśni gładkich narządów wewnętrznych, 
takich  jak  pęcherz  moczowy,  żołądek,  jelita, macica,  a  także  język,  gałka  oczna  czy  krtań,  to  jednak 
największe znaczenie praktyczne mają potencjały odbierane z mięśni szkieletowych, serca, mózgu. 
Idea  wszystkich  pomiarów  wydaje  się  prosta  -  trzeba  w  odpowiednim  miejscu  przyłożyć  elektrody 
pomiarowe,  a  następnie  zmierzyć  napięcie  między  nimi.  Rzeczywistość  jest  jednak  bardziej 
skomplikowana. Wartość bioprądów jest bardzo mała,  trzeba więc sporo wysiłku, żeby ich pomiaru 
nie zakłóciły sygnały pochodzące z innych niż aktualnie badana części organizmu. 
 
EKG 
Współczesne aparaty umożliwiają stosowanie różnych systemów, i to badający decyduje, który z nich 
wybrać. Wartość napięcia w poszczególnych punktach  waha się od ułamka do 5 mV, musi więc być 
odpowiednio  wzmocniona  i  dopiero  potem  rejestrowana.  Powstająca  w  ten  sposób  krzywa 
odzwierciedla  przebieg  potencjałów  czynnościowych  mięśnia  sercowego.  Właśnie  dlatego  istotny 
rozwój  tej  metody  diagnostycznej  nastąpił  pod  koniec  lat  trzydziestych,  kiedy  to  zastosowano 
wzmacniacz elektroniczny i pisak termiczny zapewniający trwały zapis sygnału. 
Kształt krzywej i odległości między charakterystycznymi punktami (patrz ramka Co to znaczy PQRST?) 
oraz  wartość  amplitudy  załamków  pozwalają  wnioskować o  stanie mięśnia  sercowego czy  sposobie 
przewodzenia  pobudzeń.  EKG  ułatwia  także  interpretację  wyników  badań  serca  uzyskanych  innymi 
metodami:  hemodynamiczną,  izotopową,  USG.  Na  krzywej  EKG  jak  na  dłoni  widać  różnego  rodzaju 
arytmie, uwidacznia się przerost przedsionków lub komór, można ocenić wtórne uszkodzenia serca w 
wyniku  różnych  chorób  ogólnych,  rozpoznać  zapalenie  mięśnia  sercowego,  widać  też  przebyty  i 
świeży zawał. Nie można natomiast na tej podstawie przewidzieć zbliżającego się zawału. Zdarzają się 
one u osób, które mają piękny, wzorcowy zapis. 
Bardzo  użytecznym  wynalazkiem  okazał  się  EKG  Holtera,  który  umożliwia  rejestrację  pracy  serca 
przez  całą  dobę, w  różnych  życiowych  sytuacjach.  Jest  to ważne  dlatego,  że  stany  emocjonalne  czy 
wysiłek zmieniają aktywność elektryczną serca. 
Pacjentowi przykleja się w odpowiednich miejscach elektrody; otrzymuje on aparat wielkości małego 
magnetofonu kasetowego, który musi cały czas nosić przy sobie - i to wszystkie związane z badaniem 
niedogodności. Po kilkudziesięciu godzinach aparat podłącza się do komputera, który analizuje zapis. 
Można  dzięki  temu  przeanalizować  bardziej  skomplikowane  zaburzenia  rytmu,  a  także  wykryć 

background image

epizody  niedotlenienia  pojawiające  się  w  chwilach  większego  wysiłku,  które  nie  dają  o  sobie  znać 
bólem  w  klatce  piersiowej.  Dokładniejszą  analizę  wpływu  zwiększonego  obciążenia  organizmu  na 
wydolność serca uzyskuje się dzięki tzw. wysiłkowemu EKG, ponieważ w testach tego rodzaju wysiłek 
może być precyzyjnie dawkowany. 
 
EEG 
Badanie EEG rozpoczyna się od umieszczenia na głowie pacjenta 20 elektrod pomiarowych. Podczas 
operacji  można  je  umieścić  bezpośrednio  na  powierzchni  kory  mózgowej  lub  nawet  wprowadzić  w 
głąb  mózgu.  Wzmacniając  odbierane  sygnały  około  miliona  razy,  rejestruje  się  różnice  potencjałów 
między  każdą  parą  elektrod.  Każda  konfiguracja  elektrod  ma  swoje  znaczenie  i  przydatność 
diagnostyczną. Wynik badania uzyskuje się w postaci fal o różnej częstotliwości wyładowań i różnych 
amplitudach, a każdy rodzaj fali świadczy o innej aktywności kory mózgowej. 
U  dorosłego  człowieka  przy  całkowitym  odprężeniu  dominują  fale  alfa  o  częstotliwości  8-13  Hz  i 
napięciu 50-150 mikroV, które zanikają na przykład wtedy, gdy otwiera się oczy. Fale beta występują 
u  ludzi  aktywnych,  pobudzonych  i  najwyraźniej  są  odbierane  z  okolic  czołowo-środkowych. 
Charakteryzują się częstotliwością 14-24 Hz i potencjałami 10-16 mikroV. Fale theta o częstotliwości 
4-7 Hz i amplitudzie 50-100 mikroV często świadczą o tym, że w mózgu dzieje się coś złego. Wreszcie 
fale  delta  -  ich  parametry  to  0.5-3  Hz  i  100-200  mikroV  -  występują  podczas  snu.  Ich  obecność  u 
dorosłego  człowieka  w  stanie  czuwania  zawsze  świadczy  o  procesie  patologicznym,  podobnie  jak 
występowanie  potencjałów  szczytowych,  charakteryzujących  się  szybkim  narastaniem  i  spadkiem 
napięcia. 
 
EMG 
Elektromiografia.  Przy  lekkim  skurczu  mięśnia  uzyskuje  się  zapis  z  pojedynczej  jednostki  ruchowej, 
przy maksymalnej sile skurczu pojawia się tzw. zapis interferencyjny, w którym nie można odróżnić 
pojedynczych  potencjałów.  Mięsień  kurczy  się,  gdy  jest  drażniony  elektrycznie,  a  podczas  skurczu 
powstaje w nim prąd - oto konstatacja Galvaniego, która stała się podstawą rozwoju elektrofizjologii, 
zajmującej się badaniem narządów i tkanek na podstawie analizy czynności bioelektrycznej.  
Podczas  badania  stosuje  się  albo  elektrody  powierzchniowe,  które  umieszcza  się  na  skórze  nad 
mięśniem,  albo  elektrody  igłowe,  które  wkłuwa  się  w  mięsień.  Można  też  -  ale  to  robi  się  rzadko  - 
wkłuć  się  w  pojedyncze  włókno,  czyli  komórkę  mięśniową.  U  osób  zdrowych,  pozostających  w 
spoczynku,  aparatura  rejestruje  ciszę  elektryczną,  co  oznacza,  że  nie  występują  żadne  zjawiska 
elektryczne. Wystarczy jednak lekki skurcz, żeby odebrać tzw. potencjał jednostki ruchowej. 
Ta uczona nazwa oznacza kompleks składający się z neuronów ruchowych w rdzeniu kręgowym, ich 
długich  wypustek  zwanych  aksonami  oraz  włókien  mięśniowych,  nietrudno  więc  zgadnąć,  iż  w 
zależności od rodzaju rejestrowanych potencjałów można dociec, jak działają poszczególne elementy 
tego  układu.  W  miarę  zwiększania  siły  skurczu  pojawia  się  coraz  więcej  potencjałów  z  różnych 
jednostek ruchowych. Przy maksymalnym wysiłku powstaje tzw. zapis interferencyjny, w którym nie 
można już rozróżnić pojedynczych potencjałów. 
Lekarz  przeprowadzający  badanie  najpierw  musi  wytypować  właściwe  mięśnie  do  zdiagnozowania 
obserwowanych nieprawidłowości, musi też ustalić, jaka jest maksymalna siła skurczu dla konkretnej 
osoby.  Dopiero  potem  rozpoczyna  właściwe  badanie,  w  trakcie  którego  wkłuwa  elektrody  w  różne 
punkty  mięśnia,  a  jest  ich  co  najmniej  20-30.  Wiele  jest  też  parametrów,  na  które  musi  zwracać 
uwagę.  Obserwuje  więc  aktywność  elektryczną  w  trakcie  spoczynku,  sposób  narastania  liczby 
potencjałów  w  miarę  zwiększania  się  wysiłku,  przy  jakim  wysiłku  pojawia  się  zapis  interferencyjny, 
wreszcie  charakterystykę  impulsu  -  jego  kształt,  czas  trwania,  amplitudę,  częstotliwość  wyładowań. 
Może  ponadto  zbadać  szybkość  rozchodzenia  się  impulsów  w  nerwach,  ale  żeby  to  zrobić,  trzeba 
zarejestrować potencjały pojawiające się w wyniku elektrycznej stymulacji odpowiedniego nerwu.