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Electroencefalografía(EEG)

EEG

Exploración neurofisiológica que se basa en el registro de la actividad bioeléctrica cerebral en condiciones basales de reposo, en vigilia o sueño, y durante diversas activaciones (habitualmente hiperventilación y fotoestimulación).

Breve Historia

Richard Caton (1842-1926), un médico de Liverpool, presentó en 1875 sus hallazgos sobre los fenómenos bioeléctricos en los hemisferios cerebrales de ratones y monos, expuestos por craniectomía.

Hans Berger (1873-1941) comenzó sus estudios sobre electroencefalografía en humanos, en 1920.

Información básica

La electroencefalografía es una técnica que permite estudiar la actividad cerebral. Por tanto, la utilizamos para conocer mejor el diagnóstico y la localización de su enfermedad, y en muchos casos la intensidad de una posible lesión. De esta forma, podemos orientar a su médico especialista sobre el diagnóstico y tratamiento a seguir.

Actividad cerebral: cerebro

Forma parte del sistema nervioso Contiene alrededor de 10-15.000 M

de neuronas, más del 90% de las neuronas del cuerpo

Pesa aprox 1,5 Kg (entre el 2% y el 3% del peso de un adulto)

Utiliza alrededor del 20% del suministro de oxígeno del cuerpo

Tiene una sup. aproximada de 2 m2, y cabe en el cráneo debido a que está doblado/plegado

Actividad cerebral: cerebro

Funciones Multitasking: controla respiración,

latidos cardíacos, temperatura. Conducimos un auto mientras conversamos, nos indica si sentimos frío o calor, hambre, o que tenemos tareas pendientes para más tarde

Para todo ello, el cerebro tiene partes especializadas, y si hay un daño cerebral, puede verse afectada una o más áreas

Actividad cerebral: cerebro

Neurona => sinapsis, pormedio de

neurotransmisores

Neuronas Las conexiones entre ellas permiten

procesar señales y almacenar memorias

Nacemos con la mayor parte de las neuronas que tendremos en toda la vida, por lo que es difícil que el cerebro dañado se recupere, lo que no quiere decir que sea imposible, debido a la plasticidad neuronal

Un neurotransmisor es una molécula en estado de transición, con déficit o superávit de cargas. Este estado de transición le da un tiempo máximo de estabilidad de unas cuantas vibraciones moleculares. El medio por el cual se transmite es la mielina, responsable de la sinapsis neuronal, que conecta con el grupo de receptores dendítricos, descargando en la dendrita específica que admite el neurotransmisor portador de la carga.

El paso del neurotransmisor por los axones estimula la creación de mielina, por lo que a mayor cantidad de mielina, menor resistencia a la transmisión y menor uso de recursos.

Origen de la EEG

Los fenómenos que ocurren en la sinapsis son de naturaleza química, pero tienen efectos eléctricos laterales que se pueden medir.

Una sola neurona no llega a ser apreciable dentro del montón, pero si pensamos en ellas como vectores, lo que medimos es la resultante.

Origen de la EEG

Estos efectos eléctricos se pueden medir “in situ” (electrodos de aguja) o en el cuero cabelludo (electrodos superficiales). Obviamente la intensidad de la señal en el último caso es menor, pero tiene la ventaja de ser una técnica no invasiva.

Señales EEG superficiales

Magnitud: 5 a 300 μV Ancho de banda: 0,5 a 100 Hz

(normalmente se utiliza hasta 70 Hz para clínica)

Ubicación de los electrodos

La amplitud, fase y frecuencia del EEG dependen de la ubicación del electrodo.

La cabeza es mapeada por 4 puntos: Nasion, Inion, Puntos pre-auriculares derecho e izquierdo.

Forma 19 electrodos más tierra Los electrodos son puestos midiendo la

distancia Nasion-Inion y haciendo puntos en 10%, 20%, 20%, 20%, 20% y 10% a lo largo de su longitud.

El vértex, o electrodo CZ, se encuentra ubicado en el punto medio

Protocolo internacionalSistema 10-20

Distribución en cabezal EEG

Electroencefalógrafo

Diagrama de bloques

ElectrodosFiltro

SeñalPre (instrumentac) + Amplificación

Aislación

Electrodos de aguja (Electrocorticograma)

Electrodos superficiales

Tienen un baño de oro o de plata Necesitan un gel o pasta conductora para

mejorar la interfaz Se utilizan distintas pastas conductoras,

de acuerdo a la duración del estudio (por ejemplo, para polisomnografía, un estudio que dura toda una noche, se utiliza colodión, el cual tiene mejor funcionamiento mecánico)

Electrodos superficiales

Autoadhesivos

Gorro - cap

Pre + Amplificación

Alta impedancia de entrada, alta relación de rechazo al modo común (RRMC) y bajo ruido

Aislación

Filtros

Ancho de banda: 0,5 a 100 Hz (70 Hz es lo habitual en clínica)

Al menos de segundo orden

Alfa: 8 a 13 Hz. 20-60 μV (50 μV promedio), aunque 100-200 μV todavía se considera normal.

Beta: >13 Hz (gralmente 18-25 Hz). 5-10 μV, excepcionalmente supera los 30 μV

Theta (o Tita, para los moralistas): 4 a 7,5 Hz. Baja amplitud

Delta: < 3,5 Hz Mu: 7 a 12 Hz, usualmente 8-10 Hz

(también se le llama “alfoide”). 20-60 μV. Trenes de pocos segundos de duración

Lambda: Región occipital, relacionadas con actividad visual. Potenciales evocados visuales

Ondas y ritmos EEG - vigilia

Ondas y ritmos EEG - vigilia

Ondas y ritmos EEG - vigilia

Ritmo Alfa : Es el ritmo dominante en un electroencefalograma (EEG) normal. Se localiza sobre todo en estructuras occipitales y parietales, siendo más evidentes en condiciones de relax y al cerrar los ojos. Distribución: regiones posteriores

(occipitales) de ambos hemisferios, en forma simétrica. Reflexión en regiones parietales y posterior de lóbulos temporales.

Ondas y ritmos EEG - vigilia

Ritmo alfa en regiones posteriores del cerebro

Ojos abiertos

Ojos cerrados

Ondas y ritmos EEG - vigilia

Cambios de frecuencia y amplitud del ritmo alfa con la edad

Ondas y ritmos EEG - vigilia

Ritmo Beta: Aparece en aproximadamente el 20 % de las personas normales, siendo más evidente si el paciente está sometido a tratamientos con fármacos sedantes. Significado fisiológico: no está

claro, pero se supone que tiene relación con la función senso-motora

Presente en personas con función cerebral normal: en pacientes en coma es un signo de buen pronóstico

Ondas y ritmos EEG - vigilia

Ritmo beta

Ondas y ritmos EEG - vigilia

Actividad beta generalizada

Ondas y ritmos EEG - vigilia

Actividad beta generalizada, inducida con tratamiento barbitúrico

Ondas y ritmos EEG - vigilia

Ritmo Mu: Es el menos frecuente de los ritmos de un registro normal, estando en tan sólo un 10 % de los individuos normales. Localizado en regiones centrales. Se identifica por su morfología típica en “arcos” y por ser suprimido si se mueve la extremidad superior contralateral. Vinculado a los sistemas sensorial

y motor, de forma contralateral. Sin relación con lo visual ni con la actividad mental.

Ondas y ritmos EEG - vigilia

Ritmo mu

Ondas y ritmos EEG - vigilia Ondas lambda: al realizar movimientos de

búsqueda con los ojos (fijarse en los detalles de una habitación, observar diversos elementos de un dibujo, etc.) aparecen deflexiones en regiones occipitales que se denominan ondas lambda. Morfología: son ondas agudas, usualmente

bifásicas y de forma triangular. Son similares a los elementos agudos transitorios positivos occipitales que aparecen durante el sueño.

Duración: 100-250 ms. Amplitud: en general, baja-mediana amplitud (< 50

μV), pero pueden alcanzar un gran voltaje, pudiendo ser confundidas con ondas patológicas.

Distribución: aparecen en regiones occipitales. Siempre van precedidas de un potencial generado por el movimiento ocular, que aparece en regiones anteriores, y que indica la relación entre los movimientos discriminadores de los ojos (o de búsqueda) y las ondas lambda.

Relación de fase: aunque en ocasiones estas ondas pueden ser asimétricas, siempre aparecen de un modo sincrónico en los dos hemisferios.

Ondas y ritmos EEG - vigilia

Ondas lambda en regiones posteriores (ojos abiertos, efecto de parpadeo)

Arquitectura del sueño

2 fases definidas: REM (Rapid Eyes Movement) o MOR

(Movimiento Ocular Rápido) no-REM

Ciclo de sueño: se repite un número variable de veces, entre 3 y 7, y la duración de cada ciclo es variable, pero en conjunto dura 70-120’ (60-90’ de sueño no-REM y 15-30’ de sueño REM)

Estadios del sueño

Sueño no-REM Fase sin movim oculares rápidos (75-

80%) Estadio 1: somnoliencia Estadio 2: sueño superficial Estadio 3: sueño mediano Estadio 4: sueño profundo

Sueño REM Fase de movimientos oculares

rápidos (20-25%) Sueño paradójico

Estadios del sueño

Incidencia de ondas de las distintas fases del sueño no-REM

Estadio 1 no-REM. Ondas agudas del vértex (flechas) y ondas agudas positivas occipitales (asteriscos)

Estadios del sueño

Estadio 2 no REM. Husos de sueño (flechas) y complejos K (asteriscos)

Estadios del sueño

Estadio 3-4 no REM. Ondas lentas de baja frecuencia y gran amplitud

Estadios del sueño

Sueño REM

Estadios del sueño

Respuesta fisiológica a la hiperventilación. 1. Antes. 2. Un minuto después (theta rítmico con máximo bifrontal). 3. Dos minutos después (theta y delta, máximos bifrontales). 4. Tres minutos

después (delta ritmico, máximo bifrontal). 5. Un minuto después de finalizar la hiperventilación (similar a 1).

Hiperventilación

Respuesta fisiológica a la ELI. Fenómeno de arrastre

(potenciales de similar frecuencia que los de la lámpara).

Estimulación Luminosa Intermitente

Respuesta fotomiogénica

Estimulación Luminosa Intermitente

Polisomnografía

Otras aplicaciones Potenciales evocados

Otras aplicaciones

Potenciales evocados auditivos• onda I: Nervio

auditivo• onda II. Núcleo

coclear• onda III. Complejo

olivar superior• onda IV. Núcleo

ventral del lemnisco lateral

• onda V Colículo inferior

• onda VI. Cuerpo geniculado medial.

Otras aplicaciones

Potenciales evocados auditivos

Potenciales auditivos evocados entre 1 y 1.000 ms y sitios anatómicos correspondientes.

Otras aplicaciones

Potenciales evocados auditivos

Otras aplicaciones Potenciales evocados visuales

Otras aplicaciones

Mapeo cerebral 2D

Otras aplicaciones Mapeo cerebral 3D

Otras aplicaciones

Neurofeedback: es una técnica en la

cual entrenamos al cerebro para ayudarlo a mejorar su propio funcionamiento y el del resto de organismo. El incorrecto funcionamiento del cerebro puede observarse a través de un CEEG (Electroencefalograma computado o Mapeo cerebral computado).

Otras aplicaciones

BCI (Brain-Computer Interface: Interfaz Cerebro-Computadora) A partir de señales EEG Provee un canal de comunicación entre

el cerebro y una computadora El cerebro trabaja por patrones Se identifica la intención a partir de la

actividad mental, identificando patrones Distintas técnicas y paradigmas, que

requieren mayor o menor entrenamiento por parte del usuario

Otras aplicaciones

BCI Áreas de investigación:

Mejorar sistema de electrodosMejorar sistema de comunicación de

la señal (inalámbrica, por ej.)Identificación de patrones

(matemática compleja)Utilización de elementos portátiles

(no es cómodo andar con una PC por todos lados)

Accionamiento (uso de computadoras, sillas de ruedas, prótesis electromecánicas, domótica, etc)

Otras aplicaciones

BCI

Otras aplicaciones

BCI

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