Neurofysiologiassa

Neurofysiologia on biologian osa-alue, joka tutkii keskushermoston ja ääreishermoston toimintaa sekä hermosolujen ja niiden verkkojen sähköistä ja kemiallista viestintää. Sen tavoitteena on ymmärtää, miten hermosto vastaanottaa, käsittelee ja siirtää tietoa sekä miten nämä prosessit ilmenevät käyttäytymisessä.

Pääaiheita ovat neuroneiden lepotila- ja toimintapotentiaali, ionkanavien rooli hermosolujen sähköisessä viestinnässä sekä synaptinen kytkentä ja viestinnän muokkaus. Neurofysiologia tutkii myös sensorista ja motorista toimintaa sekä autonomista hermostoa, jotka säätelevät liikkeet, tuntoa, autonomisia toimintoja ja vireystilaa.

Tutkimuksessa käytetään elektrofysiologisia menetelmiä, kuten EEG (elektroenkefalografia), MEG (magnetoenkefalografia) ja EMG (elektromyografia), sekä in vivo- ja in vitro -tekniikoita solutasolla tapahtuvan viestinnän tutkimiseen. Patch-clamp-tekniikka mahdollistaa yksittäisten ionkanavien toiminnan mittaamisen. Lisäksi erilaiset kuvantamismenetelmät ja neurofysiologinen monitorointi tukevat tutkimusta.

Neurofysiologia kuvaa toimintaverkkoja aivokuoren ja aivorungon tasoilla sekä niiden kytkentöjä sensorisiin, motorisiin ja kognitiivisiin prosesseihin sekä vireystilaan. Käytännön sovelluksia ovat diagnostiset testit, tutkimus ja hoidon suunnittelu sekä riskien arviointi.

Kliniikassa neurofysiologia tukee diagnoosia ja hoitoa esimerkiksi evoked potentials -tutkimuksilla ja hermojohtumiskokeilla neuropatioiden ja demyelinaatioiden arvioinnissa. Intraoperatiivinen neurofysiologinen monitorointi parantaa kirurgian turvallisuutta.

Historian merkittäviä virstanpylväitä ovat Hodgkin–Huxley-malli aksonin toimintapotentiaalin ionkanavien roolin kuvaamisessa sekä varhaiset elektrofysiologiset havainnot, jotka yhdistivät solutasolla tapahtuvan viestinnän organismin toimintaan.