Elektroolfaktografia
Elektroolfaktografia (EOG) – metoda badań narządu węchu polegająca na rejestracji bioelektrycznej czynności neuronów drogi węchowej – od nabłonka węchowego do mózgu – w czasie percepcji zapachu.
Obiekt badań
edytuj
Błona komórkowa neuronów zawiera wyspecjalizowane białka, w tym receptory cząsteczek odorantów oraz kanały jonowe. Bramkowane potencjałem kanały jonowe są odpowiedzialne za powstawanie i przesyłanie impulsu elektrycznego, czyli sygnału o utworzeniu kompleksu receptor-odorant. Przez otwarte kanały dyfundują – zgodnie z gradientem stężeń – takie jony jak sód (Na+), potas (K+), chlor (Cl-) oraz wapń (Ca2+). Powoduje to zmiany elektrycznego potencjału błony. Jeżeli zostaje osiągnięty potencjał progowy, powstaje potencjału czynnościowy (iglicowy).
Informacja o pobudzeniu wielu rodzajów komórek węchowych nabłonka jest przekazywana bezpośrednio do odpowiednich kłębuszków opuszki węchowej, a stąd – do wyższych pięter analizatora węchowego. Elektroolfaktografia umożliwia określanie aktywności neuronów na każdym z tych poziomów analizy informacji chemicznej.
Badania potencjałów błony pojedynczych neuronów
edytujNajwcześniejsze pomiary elektrycznej aktywności pojedynczych neuronów (John Zachary Young 1937) dotyczyły olbrzymich aksonów kałamarnicy.
Ich wymiary pozwalały na umieszczenie elektrod wewnątrz komórki. Wielokrotnie publikowano również wyniki badań potencjałów wywoływanych przez odoranty w komórkach receptorowych owadów z „węchowymi antenami grzebieniastymi”. Od połowy XX wieku są publikowane wyniki badań węchu ćmy jedwabnika morwowego, która jest podobnie wrażliwa jak psy na zapach bombikolu. Badania tych owadów trwają do dzisiaj. Zapisy zmian potencjałów są nazywane elektroantenogramami (EAG)[1].
Elektroantennogramy były rejestrowane (po odcięciu anten) przy użyciu szklanej elektrody Ag-AgCl z kluczem elektrolitycznym. Równocześnie zapisywano chromatogram powietrza opływającego antenę (zapis GC-EAG).
Badania potencjałów "sumowanych"
edytujŁatwiejsze i częściej stosowane metody badań elektroolfaktograficznych polegają na rejestrowaniu różnicy potencjałów między elektrodą umieszczoną na powierzchni nabłonka węchowego i elektrodą odniesienia[2][3][4].
Elektrody umieszcza się w określonych miejscach nabłonka węchowego zwierząt doświadczalnych (najczęściej szczurów) lub człowieka. Precyzyjny wybór miejsca ich ulokowania ma bardzo duże znaczenie[5][6]. W czasie otolaryngologicznych badań diagnostycznych stosowano do niedawna wyłącznie metody inwazyjne (w znieczuleniu ogólnym). Obecnie, dzięki udoskonaleniom sprzętu, np. miniaturyzacji sond i endoskopów[7], badania mogą być prowadzone bez znieczulenia. Stwierdzono również, że podobne zapisy EOG można otrzymać umieszczając elektrody pomiarowe na zewnątrz – u nasady nosa (elektroolfaktografia nieinwazyjna)[8][9].
Uniknięcie narkozy umożliwia kontakt z pacjentem w czasie badania – gromadzenie informacji o subiektywnych wrażeniach węchowych odbieranych w czasie zapisu EOG.
Badania OERP (wywołane przez odoranty potencjały EEG)
edytujW czasie badań elektroencefalograficznych są rejestrowane zmiany, jakim ulega zapis EEG mózgu pacjenta w czasie wąchania prezentowanych próbek (zapis OERP, od "Olfactory Event-Related Potentials"). W celu zarejestrowania potencjałów wywołanych przez bodźce zapachowe elektrody umieszcza się na skórze głowy w okolicy ciemieniowej i wyspy. Bodźce muszą być powtarzane wielokrotnie, co powoduje że nagrywanie OERPs jest długotrwałe. Rejestrowany jest tzw. efekt Bergera, czyli zahamowania rytmu alfa. Wyniki nie zawsze są jednoznaczne. Zdarza się, że zmiany w EEG nie występują, gdy pacjent odczuwa tylko słaby zapach[4].
Zobacz też
edytujPrzypisy
edytuj- ↑ J. Ziesmann, I. Valterova, K. Haberkorn, M.G. de Brito Sanchez i inni. Chemicals in Laboratory Room Air Stimulate Olfactory Neurons of Female Bombyx mori. „Chemical Senses”. 25 (1). s. 31-37. DOI: 10.1093/chemse/25.1.31. PMID: 10667991.
- ↑ A. Holley. „Problemy (wg Recherche VII-VII 1975”. 4, s. 57-59, 1976. (pol.).
- ↑ 2.3. Powstawanie i przewodzenie impulsów nerwowych, [w:] J. Kośmider, Dezodoryzacja gazów i ścieków, cz. IV Oceny zapachowej jakości powietrza i skuteczności dezodoryzacji, Szczecin: Wydawnictwo Naukowe Politechniki Szczecińskiej, 1990, s. 16-17 (pol.).
- ↑ a b Karolina Dżaman. Współczesne metody badania węchu i smaku. „Otolaryngologia”. 7 (4), s. 173 - 177, 2008.
- ↑ J.S. Kauer, D.G. Moulton. Responses of olfactory bulb neurons to odor stimulation of small nasal areas in the salamander. „J Physiol”. 243, s. 717–737, 1974.
- ↑ John W. Scott, Tracy Brierley, Frederick H. Schmidt. Chemical Determinants of the Rat Electro-Olfactogram. „The Journal of Neuroscience”. 20 (12), s. 4721-4731, June 2000. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.20-12-04721.2000. PMID: 10844041.
- ↑ Izrael:_endoskop_w_postaci_minirobota. [dostęp 2010-09-16]. (pol.).
- ↑ L. Wang, C. Hari, L. Chen, T. Jacob. A new non-invasive method for recording the electro-olfactogram using external electrodes. „Clin Neurophysiol”. 115, s. 1631–1640, 2004. DOI: 10.1016/j.clinph.2004.02.010. PMID: 15203064. (ang.).
- ↑ Hadas Lapid, Han-Seok Seo, Benno Schuster, Elad Schneidman i inni. Odorant Concentration Dependence in Electroolfactograms Recorded From the Human Olfactory Epithelium. „J Neurophysiol”. 102 (4), s. 2121-30, August 5 2009. American Physiological Society. DOI: 10.1152/jn.91321.2008. PMID: 19657081. (ang.).