Elektrokortikografia (ECoG) on menetelmä, jolla elektrodien kutsutut anturit kiinnitetään suoraan kirurgisesti altistettuihin ihmisen aivoihin niiden sähköisen aktiivisuuden mittaamiseksi ja analysoimiseksi. Pään päänahan kanssa kosketuksiin joutuvat ulkoiset elektrodit voivat myös havaita aivojen aktiivisen toiminnan, mutta tiettyjen aivosairauksien diagnosoimiseksi se ei ole riittävän tarkka. Useita, vakavia ja heikentäviä kohtauksia epilepsiaksi kutsutusta sairaudesta on yksi esimerkki. Mahdollinen tapa hoitaa sitä on tunnistaa ja poistaa vain pieni aivojen osa, joka laukaisee ne vahingoittamatta kriittisesti tärkeitä vierekkäisiä aivoaineita.
Röntgenkuva voi tunkeutua pehmytkudokseen paljastamaan kallon muodon, mutta neurologian lääkärit, jotka haluavat nähdä aivot sisällä, tarvitsevat muita tekniikoita. Yksi parhaista menetelmistä on magneettikuvaus, jota kutsutaan yleisesti MRI: ksi. Röntgensäteilyn sijasta se käyttää voimakkaita magneetteja muuttaakseen kehoa atomitasolla, tallentaakseen sen vaikutuksen ja näyttääkseen ne yksityiskohtaisesti.
Aivokuva voi näyttää epänormaaleja rakenteita. On kuitenkin monia aivosairauksia, jotka eivät johdu havaittavista fyysisistä asioista, vaan monimutkaisen elimen epänormaalista toiminnasta. Neurologit tarvitsevat erilaisia tekniikoita arvioidakseen, toimivatko aivot normaalisti. Yksi tärkeimmistä niistä on yksinkertainen aivojen kartta. Kertyneet lääketieteelliset tutkimukset ovat osoittaneet ihmisen toimintojen – kuten näön, kielen tai lihaksen – hallinnan hyvin tietyille aivopaikoille.
Jos aivojen kartta on kädessä, jos neurologilla on potilas, jolla on epänormaaleja oireita, hän tietää mistä etsiä, mutta tarvitsee tekniikkaa paikan toimivuuden mittaamiseksi. Yksi keino on toiminnallinen magneettikuvaus, joka tuottaa aivokuvan alueista, jotka on korostettu suuremmilla happipitoisten veren pitoisuuksilla. Oletus on, että tämä vastaa polttoainetta, jota aivotoiminnan lisääntyminen tarvitsee näillä alueilla. Aivosolut ja hermosolut toimivat vastaanottamalla, tuottamalla ja välittämällä sähköisiä signaaleja muille soluille.
Aivotoiminnan suorempaa esitystä varten neurologi tarvitsee mittauksia sähkötehostaan. Yleisimmin käytetty tekniikka on elektroenkefalogrammi eli EEG. Päänahkaan on kiinnitetty tarkasti kartoitettu herkkien antureiden verkko, joita kutsutaan elektrodeiksi. Jokainen mittaa aivoaaltoja, pieniä jännitteen muutoksia, jotka johtuvat suoraan alla olevan aivojen alueen sähköisestä toiminnasta. Lääkärit ovat oppineet tunnistamaan tuloksena olevan kaavion mallit, jotka osoittavat johdonmukaisesti tiettyjä neurologisia häiriöitä, mukaan lukien yleisimmät – epilepsia.
Epilepsialle on ominaista hallitsemattomat kohtaukset, joihin usein liittyy tajunnan menetys ja lihaskouristukset. Ne ovat lähinnä seurausta aivojen sähköisestä ylikuormituksesta, ja ne voidaan luokitella sen mukaan, miten tapahtuma laukaistaan. Monet epileptikot, joita pidettiin aikoinaan fyysisesti vammaisina, ovat pystyneet hallitsemaan tilansa nykyaikaisilla kouristuksia ehkäisevillä lääkkeillä, jotka esiteltiin ensimmäisen kerran 1990 -luvulla.
Monien epilepsiatyyppien joukossa erityisen vaikeasti hoidettavia ovat ne, jotka laukaisevat tai ovat peräisin tietystä aivojen sijainnista. EEG on ehkä tunnistanut yleisen sijainnin, mutta kuvat eivät ehkä ole paljastaneet mitään epätavallisia poikkeavuuksia. Jos lääkitys on tehotonta, neurologilla ei tällöin voi olla muuta mahdollisuutta kuin suorittaa kraniotomia ja poistaa kallon luun osa. Aivojen suora silmämääräinen tarkastus saattaa paljastaa arven tai jonkin muun todennäköisen syyn.
Tässä vaiheessa neurokirurgi suorittaa normaalisti sähkökortikografian. EEG: n tapaan pienempi ja hienompi elektrodiverkko sijoitetaan suoraan aivoihin alueen sähköisen aktiivisuuden tallentamiseksi. Tämä määrittää epileptisten jaksojen ilmeisen alkuperän, jota kutsutaan myös epileptogeeniseksi vyöhykkeeksi. Sijainti on merkitty aivojen ylimmälle kerrokselle, jota kutsutaan sen aivokuoreksi.
Rikkovyöhykkeen poistaminen poistaa kohtausten laukaisun. Kirurgin päätavoite on leikata kirurgisesti niin pieni määrä aivokudosta kuin on tarpeen. Sähkökortikografian yhteydessä koko epileptogeenistä vyöhykettä ympäröivä alue voidaan testata suoralla aivokuoren sähköstimulaatiolla (DCES). Menettelyssä käytetään kämmenosoitinta, joka tuottaa lievän sähköiskun. Paikallispuudutuksessa ja tajuissaan potilas voi ilmoittaa stimulaation aiheuttamasta tunteesta tai lihasten liikkeestä.
Sähkökortikografia voi tunnistaa noin 0.4 cm: n neliön alueen. DCES -kartoituksella kirurgi voi kaventaa tämän vielä pienemmälle alueelle kirurgista poistoa varten. Prosessissa hän voi välttää vahingoittamasta terveiden aivojen alueita, jotka voivat olla kriittisiä ihmisen normaalille toiminnalle.