В объемном проводнике
В объемном проводнике проводящая среда занимает трехмерное пространство, так что электрический ток может течь во многихнаправлениях. Эти пути могут быть неоднозначными, поскольку проводящая среда может иметь разные электрические характеристики по разным
направлениям. Так, например, в случае мозга и мозговой электрической активности, где записывающие электроды располагаются не прямо на мозге, а на скальпе.
Мозг сам по себе является объемным проводником, но ЭЭГ-сигналы должны пройти через объемные дополнительные проводники — цереброспинальную жидкость, оболочки, кости черепа и скальп (который, в свою очередь, окружен воздухом), прежде чем они достигнут электродов. Одним из результатов этого является четырехкратное уменьшение амплитуды сигнала ЭЭГ и заметное ослабление его верхних частот. Величина ослабления хорошо иллюстрируется в тех случаях, когда имеется локальное усиление бета-активности и амплитуды всего сигнала от электрода, расположенного на дефекте черепа, как было показано выше (см. рис. 2.6).
Чтобы облегчить дальнейшее рассмотрение, примем во внимание тот отмеченный
многими факт, что различные потенциальные источники внутри объемного провод-
ника выглядят на поверхности как диполи (Duffy et al., 1989). Диполь является элект-
рической ячейкой, составленной из равных электрических зарядов-полюсов, на одном конце которого положительный заряд, на другом — отрицательный. Аналогично маленькому магниту, который дает магнитное поле вокруг себя, диполь порождает электрическое поле, окружающее его. Электрическое поле, окружающее вертикально ориентированный диполь в пространстве, содержащем проводящую среду, показано на рисунке 8.7. Горизонтальная линия, перпендикулярная оси диполя, разделяет проводящую среду и воздух. Кривые линии представляют собой эквипотенциальные линии (контуры), которые показывают, что величина потенциала на этой кривой одинаковая (относительно отдаленного референтного электрода) и его величина проставлена на ней. Отметим, что величина потенциала меньше на отдалении от полюсов, а эквипотенциальные линии более искажены на поверхности, чем в глубине объемного проводника. Видно также, что абсолютная величина потенциала более размыта на поверхности. На рис. 8.7.А показан график зависимости относительной величины потенциального поля от локализации на поверхности точки направления диполя. Пред-
ставлена величина относительной мощности для диполя, условная мощность которого равна.
1. Как видно из этого графика, поле наиболее сильное на оси диполя.
На рис. 8.8 показано распределение потенциалов для случая, когда диполь ориентирован горизонтально (тангенциально) относительно поверхности плоскости, разделяющей проводящую среду и воздух. Отметим, что, когда диполь ориентирован таким образом, имеется фазовая инверсия с наличием двух экстремумов на поверхности — максимума и минимума, соответствующих полюсам диполя.