10. Nervová soustava 10.1 Jednostranné vyřazení labyrintu u morčete Rozvoj vestibulární ataxie je možno pozorovat u morčete po dočasném farmakologickém vyřazení labyrintu. Chloroform a éter působí při odpařování jako lokální anestetika. Úkol: Aplikujte chloroform do zevního zvukovodu morčete. Pozorujte projevy vestibulární ataxie. Potřeby: Tampony, chloroform, pipeta. Zvíře: Zdravé dospělé morče. Provedení: U normálního morčete zhodnotíme některé projevy nervosvalové koordinace a polohové reflexy, např. obrat z polohy na zádech, sledování chůze. Přitom pozorujeme jeho pohyblivost, držení hlavy a trupu. Pak položíme morče na bok, ušní boltec mu odsuneme od lebky vzhůru a hluboko do zevního zvukovodu vpravíme pipetou 0,5–1 ml chloroformu. Po jeho podání držíme morče ještě asi 5 minut na boku, aby chloroform nevytekl. Poté opakujeme s morčetem všechna předchozí hodnocení a všímáme si jeho spontánní pohyblivosti a pohybů očních bulbů. První příznaky labyrintové ataxie se projeví asi za 10 minut po aplikaci chloroformu. Zhodnocení: 1. Popište změny držení hlavy a trupu morčete po aplikaci chloroformu do zevního zvukovodu. 2. Popište směr pohybu a změny chování. 3. Určete směr nystagmu (podle rychlé složky).
10.3 Testování motorických schopností myší K výzkumu dopadů poškození různých částí CNS na nervové funkce se často používají zvířecí modely. Příkladem jsou myši trpící mozečkovou ataxií, která je důsledkem dědičné degenerace mozečku. Úkol: Porovnejte motorické schopnosti normálních myší a myší postižených mozečkovou ataxií. Potřeby: Hrazda, rotarod, žebříček, lavička, měkká podložka, buničitá vata, stopky. Zvířata: 4 myši typu Lurcher, 4 myši typu wild. 98 /
Ukázka elektronické knihy, UID: KOS195734
Provedení: Motorické schopnosti myší vyšetříme pomocí 5 základních testů určených pro laboratorní hlodavce: pád, hrazda, rotarod, lavička, žebřík. Pád – myš uchopíme pravou rukou za ocas a levou rukou za kožní řasu na krku a z výšky 30 cm ji pustíme na měkkou podložku. Hodnotíme dopad myši: na všechny čtyři končetiny nebo na bok. Hrazda – myš zavěsíme předními končetinami na hrazdu. Kriteriem úspěšnosti je setrvání na hrazdě po dobu 60 s, popř. aktivní opuštění hrazdy. Rotarod – hodnotíme schopnost zvířete udržet se na pomalu rotujícím válci. Myš umístíme na válec rotarodu hlavou proti směru rotace. Kriteriem úspěšnosti je setrvání zvířete na válci po dobu 60 s, popř. aktivní opuštění válce. Lavička – myš umístíme na střed úzké ploché lavičky. Kriteriem úspěšného pokusu je setrvání myši na lavičce po dobu 60 s, popř. aktivní opuštění lavičky. Žebřík – myš umístíme na šikmý žebříček ve středu jeho délky hlavou nahoru. Kriteriem úspěšnosti je setrvání zvířete na žebříčku po dobu 60 s, popř. aktivní opuštění žebříčku. Latence pádů případně dosažení kriteria zaznamenáváme do tabulky. Poté data statisticky vyhodnotíme.
10.4 Registrace bioelektrické aktivity mozku u člověka – elektroencefalografie V diagnostice je často potřeba sledovat činnost nervové soustavy a hlavně mozku, jako jejího řídícího centra. Projevem mozkové činnosti jsou elektrické potenciály snímatelné buď přímo z jeho povrchu (elektrokortikogram – ECoG), nebo z povrchu hlavy (elektroencefalogram EEG). Z neurofyziologického hlediska se jedná o registraci elektrických potenciálů jednoho neuronu (tzv. jednotková aktivita) či glie nebo skupiny neuronů anebo dokonce celého mozku (podle typu snímání EEG – elektroencefalografie – z povrchu lebky, ECoG – elektrokortikografie – z povrchu mozkové tkáně. Tyto elektrické potenciály vznikají na úrovni buněčných membrán buněk různých mozkových struktur. Jejich vzájemnou interakcí vzniká výsledný efekt, měřitelný na povrchu mozkové kůry nebo na povrchu hlavy jako měnící se elektrický potenciál (jeho proměnnost v čase vytváří křivku). Její periodicita, tvar vln, jejich amplituda, případně aperiodické události charakterizují některé fyziologické či patologické činnosti organismu. Z technického hlediska jde o použití velmi výkonných zesilovačů, které amplifikují řádově mikrovoltové potenciály tak, že je lze dobře sledovat na osciloskopu/obrazovce PC, ukládat je nebo zaznamenat na registrační papír (obr. 10.4.1). Ke sledování elektrických projevů mozku se používá v lékařství elektroencefalograf. Tento přístroj musí být schopen zpracovat bioelektrické signály mozku s co největší rozlišovací schopností. Elektroencefalografy jsou zpravidla vícesvodové (8, 16), což má velký praktický význam, neboť při paralelním záznamu více svodů je možné snáze objevit různé anomálie, které jsou pro diagnostiku důležité. Elektroencefalografy byly postupem času modernizovány, stoupal komfort jejich obsluhy a s nástupem integrovaných obvodů přibývaly další funkce, které jejich diagnostickou hodnotu zvyšují. Jsou to především funkce analýz frekvencí EEG, které umožňují získat přehledné spektrum a určit dominantní frekvenci, dále pak zprůměrňování vyvolané odpovědi – evokovaného potenciálu a další. Tyto procedury zajišťují v moderních elektroencefalogramech vestavěné mikropočítače, pracující podle specifických programů. Součásti moderního elektroencefalografu bývá i osciloskopický adaptér – displej, který může nezávisle na papíru zobrazovat základní (EEG) nebo i další pomocné funkce (zprůměrnění). Dnes se užívá konvenčních EEG svodů, což je standardní rozmístění elektrod na hlavě pacienta spolu s rozvržením jejich stop na záznamovém papíře. Moderní EEG přístroje mají tyto svody naprogramovány jako rutinní funkce, které jsou na přístroji přepínatelné. Kromě těchto rutin jsou vybaveny i volně programovatelnými přepínači, které jsou nezbytné pro výzkum, popřípadě pro speciální aplikace. Každý kanál 99 /
Ukázka elektronické knihy, UID: KOS195734
elektroencefalografu má svoji regulaci zesílení, kterou je možno kontrolovat na záznamu vestavěným cejchovacím zařízením a je opatřen elektrickými filtry, sloužícími k omezení, popřípadě zdůraznění sledovaných kmitočtů. Kromě snímání klasického EEG jsou moderní přístroje vybaveny doplňkovými funkcemi pro registraci EKG, EMG, dechu a dalších faktorů. Elektroencefalografy, které umožňují zpracování evokovaných potenciálů, jsou vybaveny i příslušnými stimulátory, zpravidla akustickými (sluchátka) a optickými (výbojka). Spontánní EEG je kontinuální záznam bioelektrické aktivity mozku, která není ovlivněna vnějšími stimuly. Na ní sledujeme především periodicitu vln, které mohou mít různou frekvenci v rozsahu od 0–60 Hz. Konvencemi byla stanovena hlavní frekvenční pásma, označená řeckými písmeny delta, théta, alfa, beta. EEG se průběhem vývoje organismu mění a ustaluje se přibližně v šestnácti letech. To však neznamená, že charakter EEG je pak neměnný. EEG aktivita prodělává značné změny za fyziologických podmínek i patologických stavů, protože je odrazem funkčních vlastností mozku. EEG rytmus se mění v závislosti na zevních stimulech (otevření očí), stupni vigility, aktuálních funkčních stavech (okysličení mozku), metabolické aktivitě, psychickém stavu (emoční změny, stresy apod.). Bohužel indikační možnosti se pro řadu symptomů překrývají a prosté vizuální hodnocení EEG neumožňuje jejich přesnější určení. Proto nastupují matematické metody pro zpracování periodického signálu. Počítají se intervaly průchodu křivky izoelektrickou (nulovou) hladinou, statisticky se zpracovávají jejich latence a tak vznikají distribuční nebo sekvenční intervalové histogramy, z jejichž grafického tvaru je možné diagnózu upřesnit. Nejrozšířenější metodou je Fourierova analýza, což je harmonická analýza, která matematicky odvozuje zastoupení jednotlivých frekvencí v EEG, umožňuje číselně i graficky zobrazit frekvenční spektrum, ze kterého je možné snadno zjistit, která z frekvencí je dominantní. Zastoupení jednotlivých frekvencí ve spektru se obvykle vyjadřuje v procentech. Obecně se dá říci, že frekvence spontánního EEG se působením vnějších podnětů zrychluje. Porovnáme-li záznam EEG zdravé osoby, která sedí v pohodlném křesle se zavřenýma očima se záznamem po otevření očí, zjistíme, že v EEG se po otevření očí objevily rychlejší složky vln, což je markantní zvláště při analýze spektra. Spontánní EEG je rovněž ovlivnitelné farmaky, kdy např. barbituráty zpravidla zvyšují amplitudu vln a dominantní frekvenci zpomalují. Při nervových onemocněních (epilepsie, encefalitidy apod.) zaznamenáváme v EEG markantní změny vizuálně zjistitelné i z běžného záznamu. Epileptický záchvat (generalizovaný tonicko-klonický, grand-mal) vyvolá ve spontánním EEG charakteristické hrotové výboje, které amplitudou vysoko vystupují nad ostatní vlny, zpočátku jsou aperiodické, při prohlubujícím se záchvatu se stávají
Obr. 10.4.1
100 /
Ukázka elektronické knihy, UID: KOS195734