Siska Mayasari Lubis
Kariomnionitis sebagai Faktor...
: Patofisiologi Timbulnya Gelombang dan Beberapa Jenis Gelombang Normal pada EEG Aldy S. Rambe Departemen Neurologi FK-USU/RSUP. H. Adam Malik Medan
Majalah Kedokteran Nusantara Volume 41 y No. 2 y Juni 2008
128
mmol/L) bila dibanding di dalam sel (15 + mmol/L). Sebaliknya ion K lebih banyak di dalam sel (150 mmol/L) daripada di luar sel (5,5 mmol/L). Perbedaan konsentrasi dapat dipertahankan karena adanya pompa ion pada membran sel. Pompa yang mempertahankan konsentrasi ion Na dan K adalah Na-KATPase, suatu molekul protein khusus yang bekerja mengeluarkan ion Na dari intra ke ekstrael serta memasukkan ion K dari ekstra ke intrasel. Selain itu juga terdapat perbedaan konsentrasi ion Cl intrasel (9 mmol/L) dengan ekstrasel (125 mmol/L) yang dipertahankan 4 oleh pompa ion Cl . Apabila timbul stimulus, saluran ion Na terbuka sehingga ion Na berdifusi ke intrasel. Hal ini menyebabkan intrasel menjadi lebih positif dan terjadi depolarisasi. Sebaliknya bila terjadi inhibisi, saluran ion K dan Cl akan terbuka sehingga ion K berdifusi ke luar sel dan ion Cl masuk ke dalam sel. Akibatnya bagian dalam sel menjadi lebih negatif dan terjadilah hiperpolarisasi.
Aktivitas neuron Struktur membran sel, termasuk sel saraf, menyebabkan terdapatnya perbedaan potensial listrik di antara bagian dalam sel (negatif) dan bagian luarnya (positif). Keadaan ini menyebabkan terdapatnya potensial membran, yang pada saat istirahat besarnya – 4 70 mV . Dengan adanya aktivitas pada sinaps akan terjadi fluktuasi pada potensial membran ini. Bila stimulus yang diberikan menghasilkan potensial aksi dan sampai pada sinaps eksitasi maka akan terjadi potensial eksitasi postsinaptik. Beberapa potensial aksi yang timbul secara bersamaan dapat menyebabkan terjadinya sumasi dari potensial tersebut. Apabila yang terjadi potensial inhibisi maka akan terjadi hiperpolarisasi. + Dalam keadaan istirahat ion Na jauh lebih banyak terdapat di luar sel (150 129
Aktivitas sel glia Sekalipun potensial kortikal merupakan sumber gelombang EEG, sel glia mempunyai peranan penting dalam hal penyebaran potensial ekstraseluler, yang berarti juga berperan penting dalam menghasilkan gelombang EEG. Berbeda dengan neuron, sel glia tidak membentuk sinaps, tidak menghasilkan potensial aksi dan tidak menghasilkan potensial gradasi seperti Potensial Inhibisi Post Sinaptik (PIPS) maupun Potensial Eksitasi Post Sinaptik (PEPS). Pada dinding sel glia terdapat pompa Na-K-ATPase yang unik yang bekerja memasukkan ion K ke dalam sel dan mengeluarkan ion Na ke luar sel. Mekanisme ini berperan sebagai “buffer” terhadap sel neuron karena dapat menyangga peninggian konsentrasi ion K ekstrasel selama aktivitas neuron. Hal ini membuat sel glia memiliki kemampuan yang unik untuk merespon perubahan ion yang terjadi di ekstrasel. Misalnya, pada keadaan seizure akan terjadi peningkatan konsentrasi ion K ekstrasel secara dramatis. Ion K yang berlebihan ini akan diambil oleh sel glia sehingga merubah polaritas permukaan sel glia dan menyebabkan keadaan depolarisasi lokal pada membran sel glia. Karena polaritas membran ini menyebar
Majalah Kedokteran Nusantara Volume 41 y No. 2 y Juni 2008
Aldy S. Rambe
lebih lambat dibanding pada sel neuron, sel glia dapat berada dalam keadaan depolarisasi 3 jauh lebih lama daripada sel neuron . Selain berfungsi sebagai “buffer” sel glia juga berperan memperkuat (amplifikasi) medan 5 potensial ekstrasel . Elektrofisiologi pembentukan potensial Rekaman EEG secara simultan pada sel neuron dan pada kulit kepala menunjukan bahwa aktivitas piramidal kortikal berkorespondensi dengan pembentukan gelombang EEG. Diduga bahwa lamanya potensial aksi yang hanya beberapa milidetik dan depolarisasi membran yang dihasilkan potensial aksi tidak dapat menghasilkan potensial yang dapat direkam oleh elektrode di kulit kepala. Potensial Post Sinaptik (PSP) mempunyai durasi yang lebih panjang dan melibatkan lebih banyak membran sehingga diduga menghasilkan potensial tersebut. Pengamatan ini mengarah kepada hipotesa bahwa PEPS dan PIPS yang sinkron dari sel-sel piramidal di korteks menghasilkan potensial yang dapat direkam di kulit kepala. Karena penelitian dengan menggunakan elektrode mikro intrasel tidak dapat menganalisa peranan sel-sel non piramidal akibat kesulitan teknis, maka kontribusi sel-sel ini belum dapat 3 diketahui . Neuron di korteks umumnya homogen, saling berbagi beberapa properti membran yang mirip dan voltage-dependent ion channel conductances. Ada 2 ion conductances yang berpartisipasi menentukan “kecepatan’ kortikal, yaitu: 1. The “rebound” calcium conductance, yang juga dijumpai pada sel-sel talamus. 2. An inactivating sodium conductance, yang memungkinkan sel-sel piramidal mengalami repetitive firing. Kedua hal ini memperkuat kemampuan sel piramidal kortikal untuk merespon masukan yang ritmis dari subkortikal. GELOMBANG PADA EEG Potensial listrik yang direkam oleh elektrode EEG di kulit kepala bukan merupakan gambaran aktivitas satu atau beberapa neuron, melainkan merupakan sumasi dari ribuan sampai jutaan neuron yang mengalami penggalakan secara bersamaan. Banyaknya neuron yang digalakkan
Elektroensefalografi (EEG)...
secara sinkron akan menentukan intensitas gelombang yang terekam pada EEG. Intensitas gelombang ini tidak ditentukan oleh aktivitas listrik neuron secara total, sebab sekalipun aktivitas totalnya besar tetapi bila timbulnya tidak secara sinkron akan mengakibatkan potensial aksi yang terjadi saling meniadakan. Akibatnya gelombang yang dihasilkan mempunyai voltase rendah. Hal ini terlihat bila mata ditutup. Dalam keadaan mata tertutup, banyak neuron yang mempunyai aktivitas yang sinkron sehingga menghasilkan gelombang dengan frekuensi 8-13 spd. Bila mata dibuka, terjadi peningkatan aktivitas otak tetapi tidak terjadi secara sinkron. Akibatnya gelombang yang dihasilkan semakin tinggi frekuensinya dengan voltase yang rendah. Gelombang alfa Sekalipun gelombang alfa telah dideskripsikan oleh Hans Berger pada tahun 1929, sampai saat ini pengetahuan tentang patofisiologinya masih terbatas. Andersen dan Andersson mengajukan teori klasik yang menyatakan bahwa talamus adalah pacemaker utama gelombang alfa. Hipotesa lain menyatakan bahwa timbulnya gelombang ini terjadi melalui thalamic-processed retinal noise. Menurut hipotesa ini, stimulus random yang berasal dari retina diproses melalui 3 talamus dan diproyeksikan ke korteks . Penulis lain menyatakan bahwa gelombang alfa dan gelombang lain yang berfrekuensi lebih rendah timbul akibat adanya sekelompok masukan stimulus yang sinkron ke sistem serabut aferen struktur generator superfisial. Bila stimulus ini terjadi secara berurutan dan periodik, rekaman potensial medan menunjukkan fluktuasi potensial sinusoidal (alfa) dan lengkung umpan balik 5 talamokortikal memegang peranan penting . Gelombang alfa berfrekuensi 8-13 spd, bervoltase 10-150 mV dengan lokasi di daerah oksipital dan parietal. Gelombang ini berbentuk sinusoid, bilateral, sinkron dan relatif simetris sekalipun amplitudonya dapat sedikit lebih rendah pada hemisfer dominan. Gelombang ini muncul pada orang sadar dalam keadaan istirahat dengan mata tertutup dan mengecil sampai menghilang bila mata dibuka atau bila ada stimulus sensorik maupun mental seperti berhitung atau 1,6-8 berpikir .
Majalah Kedokteran Nusantara Volume 41 y No. 2 y Juni 2008
130
Tinjauan Pustaka
Gelombang beta Pengetahuan mengenai lokasi terbentuknya gelombang beta serta proses pembentukannya masih sangat terbatas walaupun diketahui bahwa neuron kortikal dapat menghasilkan gelombang dengan 3 frekuensi 40 spd . Bila stimulus ke sistem serabut aferen berfrekuensi tinggi dengan periode yang lebih panjang dan sinkron maka akan dihasilkan potensial medan negatif dengan fluktuasi kecil. EEG akan merekam gelombang dengan amplitudo rendah berfrekuensi tinggi saja, yaitu gelombang beta 5 dan gelombang berfrekuensi tinggi lainnya . Gelombang beta berfrekuensi ≥ 14 spd, bervoltase sampai 25 mV walaupun pada keadaan tertentu dapat lebih tinggi. Dalam keadaan normal gelombang ini didapati di daerah frontal atau presentral walaupun dapat juga mendominasi daerah posterior baik secara fokal maupun global pada keadaan abnormal. Gelombang ini timbul pada saat membuka mata dan oleh penggunaan barbiturat, 1,6 benzodiazepin dan kloralhidrat . Gelombang theta Gelombang theta berfrekuensi 4-7 spd dengan amplitudo yang bervariasi. Lokasinya juga bervariasi dan interpretasinya tergantung pada usia serta derajat kewaspadaan seseorang. Sedikit gelombang theta di daerah temporooksipital atau verteks orang dewasa normal, yang tidak terpengaruh dengan membuka mata tetapi menjadi jelas bila mengantuk, masih dapat dianggap normal. Pada orang dewasa dapat timbul pada keadaan hiperventilasi, mengantuk, stres emosional khususnya kecewa atau frustasi. Intoksikasi dosis tinggi oleh barbiturat, benzodiazepin atau sedatif lainnya dapat 1,6,7 . menyebabkan timbulnya gelombang ini Gelombang theta bervoltase rendah di daerah temporal dapat dijumpai pada orang dewasa muda (< 25 tahun) dan usia lanjut (> 50 tahun) 6 yang normal . Hasil dari beberapa penelitian menunjukkan bahwa kontrol utama terhadap aktivitas theta terdapat di sistem kolinergik septohipokampal yang berasal dari inti retikuler batang otak. Septum hipokampus diduga 7 merupakan pacemaker gelombang theta . Gelombang delta Gelombang ini berfrekuensi 3 spd atau lebih rendah dengan amplitudo dan lokasi 131
bervariasi. Gelombang theta merupakan komponen normal dari EEG orang tidur semua usia. Gelombang ini abnormal bila ditemukan pada orang dewasa normal dalam keadaan bangun dan menunjukkan adanya penyakit otak organik yang serius. Lokasinya bisa difus atau terlokalisir tergantung kelainan 1,6 yang mendasarinya . Gelombang delta diduga dihasilkan oleh kerjasama sel-sel piramidal kortikal pada 3 lamina II, III dan V . Pada orang normal dalam keadaan bangun, gelombang delta ditutupi oleh stimulasi retikular mesensefalon sehingga tidak terekam di EEG. Bila jaras talamokortikal dipotong sehingga aktivitas talamus terhadap korteks terputus maka gelombang alfa akan menghilang dan pada 7 EEG akan muncul gelombang delta . Irama Mu Irama Mu juga dikenal sebagai Irama Arceau, Irama Wicket atau Aktivitas “Alphoid”. Gelombang ini secara khas dijumpai di daerah sentral di dekat area motorik. Gambaran gelombangnya seperti dengan mata gergaji (saw-toothed) kecenderungan fase negatif yang tajam dan fase positif yang melengkung. Irama ini dapat ditemukan secara sinkron maupun tidak di kedua sisi hemisfer dengan frekuensi 6-12 spd dalam keadaan mata terbuka maupun tertutup. Dalam keadaan normal, aktivitas Mu dapat dihilangkan secara unilateral oleh gerakan tangan kontralateral. Irama Mu non reaktif mungkin menunjukkan adanya kelainan tetapi irama Mu unilateral dan reaktif 1,6 dapat dijumpai pada keadaan normal . Gelombang Lambda Gelombang ini dapat dijumpai di daerah oksipital dengan mata terbuka terutama bila memperhatikan sesuatu dengan penuh perhatian di tempat yang terang atau selama fase tidur non-REM. Gelombang ini dapat diperjelas dengan meminta pasien untuk memperhatikan gambar atau struktur geometris yang bergerak. Gelombang lambda dapat timbul sendiri atau dibangkitkan dengan memberikan stimulasi visual. Lambda merupakan gelombang tajam positif-negatif bifasik biasanya dengan amplitudo yang relatif rendah, yang lamanya sampai 250 milidetik. Pada rekaman, fase
Majalah Kedokteran Nusantara Volume 41 y No. 2 y Juni 2008
Aldy S. Rambe
positif biasanya lebih menonjol sehingga kadang-kadang disebut gelombang tajam elektropositif. Keberadaannya dihubungkan dengan gerakan-gerakan kecil bola mata untuk mempertahankan posisi mata agar bayangan yang masuk dapat menstimulasi retina secara maksimal. Lambda merupakan gelombang normal. Bila gelombang ini tidak dijumpai 1,6 bukan merupakan suatu keadaan abnormal . KESIMPULAN Peranan EEG sebagai penunjang diagnostik di bidang Ilmu Penyakit Saraf masih cukup vital sekalipun perkembangan ilmu pengetahuan yang sangat pesat telah menemukan alat bantu diagnostik lain yang lebih canggih. Informasi yang diperoleh melalui rekaman EEG, dengan segala keterbatasannya, masih merupakan masukan yang bermanfaat dalam upaya penegakan diagnosa secara akurat. Sekalipun telah lama ditemukan, sayangnya pengetahuan tentang patofisiologi timbulnya gelombang listrik yang dapat direkam pada EEG masih relatif terbatas. Sulitnya melakukan penelitian pada manusia dengan menggunakan elektrode intraserebral mengakibatkan data yang diperoleh hanyalah dari elektrode di kulit kepala ataupun dari penelitian pada hewan. Agar segala keterbatasan ini tidak mengurangi keakuratan diagnosa, pemahaman yang memadai terhadap pengetahuan mengenai potensial listrik yang masih terbatas ini mutlak diperlukan sehingga interpretasi hasil pemeriksaan EEG dapat dilakukan dengan baik.
Elektroensefalografi (EEG)...
2.
Niedermeyer E. Historical Aspects. In: Niedermeyer E, Da Silva FL eds. Electroencephalography Basic Principles, Clinical Applications and Related Fields. rd ed. Baltimore: Williams&Wilkins; 3 1997.p.1-14.
3.
Swanson TH. Basic Cellular and Synaptic Mechanisms Underlying the Electroencephalogram. In: Levin KH, Luders HO.eds. Comprehensive Clinical Neurophysiology. Philadelphia: W.B. Saunders Company; 2000.p.349-57.
4.
Waxman SG. Correlative Neuroanatomy. rd 23 ed. New Jersey: Prentice Hall; 1996.
5.
Speckmann EJ, Elger CE. Introduction to the Neurophysiological Basis of the EEG and DC Potentials. In: Niedermeyer E, Da Silva FL.eds. Electroencephalography Basic Principles, Clinical Applications rd and Related Fields. 3 ed. Baltimore: Williams&Wilkins ; 1997.p.15-26
6.
Craib AR, Most M. Neuro the Manual. Vancouver: Beckman Instruments Inc; 1973.
7.
Steriade M. Cellular Substrates of Brain Rhythms. In: Niedermeyer E, Da Silva FL.eds. Electroencephalography Basic Principles, Clinical Applications and rd ed. Baltimore: Related Fields. 3 Williams & Wilkins; 1997 .p. 27-62.
8.
Kellaway P. An Orderly Approach to Visual Analysis: Parameters of the Normal EEG in Adults and Children. In: Klass DW, Daly DD. eds. Current Practice of Clinical Electroencephalography. New York: Raven Press; 1979.p.73-143.
KEPUSTAKAAN 1. Permadi P. Pedoman Praktis Elektroensefalografi. Edisi Pertama. Jakarta: Yayasan Kesehatan Jiwa Dharmawangsa; 1977.
Majalah Kedokteran Nusantara Volume 41 y No. 2 y Juni 2008
132
