Electroencefalografía

    Electroencefalografía

Introducción

En este experimento, se registrarán y analizarán electroencefalogramas (EEGs) de un voluntario para ver los efectos interferentes de diversas maniobras. Se examinará el efecto sobre las ondas alfa y beta producido por la apertura y cierre ocular, así como la presentación de estímulos acústicos o mentales.

Electroencefalografía: Fondo

La corteza cerebral contiene una enorme cantidad de neuronas. La actividad de estas neuronas es hasta cierto punto sincronizada en ritmos de descarga regulares ("ondas cerebrales"). Electrodos colocados en pares sobre el cuero cabelludo pueden recoger las variaciones de potencial eléctrico que derivan de la actividad de la corteza subyacente. Las señales del EEG son afectadas por el estado de vigilia de la corteza cerebral y muestran cambios característicos en diferentes etapas del sueño. Las señales del EEG son también afectadas por la estimulación proveniente del ambiente exterior y las ondas cerebrales pueden llegar a expresar estímulos externos. La electroencefalografía se usa, entre otras cosas, en el diagnóstico de la epilepsia y el diagnóstico de la muerte cerebral.

Registrando el EEG

El registro del EEG es tecnicamente difícil, principalmente debido al pequeño tamaño del voltaje de las señales (tipicamente 50 µV pico-pico). Las señales son pequeñas porque los electrodos de registro están separados de la corteza cerebral por el cuero cabelludo, el cráneo y la capa de fluidos cerebro-espinales. Es esencial un amplificador diseñado especialmente, como el Bio Amplifier incorporado al PowerLab. Es también importante utilizar electrodos construidos con los materiales adecuados y conectados correctamente. Aún con estas precauciones, los registros pueden ser arruinados por un conjunto indeseado de influencias que interfieren, conocidos como "artefactos".

se registrará la actividad del EEG con dos electrodos: uno frontal sobre la frente, y un electrodo occipital sobre el cuero cabelludo en la parte posterior de la cabeza. Se conecta también un tercer electrodo (earth, tierra) para reducir las interferencias eléctricas. En la electroencefalografía clínica, es usual registrar muchos canales de actividad a partir de múltiples electrodos dispuestos en matriz sobre la cabeza.

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Los orígenes de las señales del EEG

El EEG es el resultado de pequeños cambios en los potenciales de membrana de la neuronas corticales, especialmente los Potenciales Post-Sinapticos Excitatorios e Inhibitorios (EPSPs y IPSPs en sus siglas en inglés). Una muy pequeña contribución viene de los potenciales de acción propagados a lo largo de los axones nerviosos. Al igual que el ECG, el EEG refleja la suma algebraica de los cambios en los potenciales eléctricos que ocurren en grandes poblaciones neuronales. Así, ondas de gran amplitud requieren de la actividad sincrónica de un gran número de neuronas. Los eventos rítmicos reflejados por estas ondas suelen originarse en el tálamo, cuya actividad es a su vez afectada por una variedad de entradas incluyendo estructuras en la formación reticular del tallo cerebral.

LOS COMPONENTES DEL EEG

Las ondas electroencefalográficas contienen ondas componentes de diferentes frecuencias. Estas pueden ser extraídas y proporcionar información acerca de las diversas actividades del cerebro. El programa LabTutor está configurado para presentar la señal original del EEG en el canal 1. Filtros digitales permiten separar ésta en las frecuencias componentes de interés, que son presentadas en otros canales. Cada una de esas ondas (o ritmos) proporciona información acerca de diferentes estados del cerebro. Estas ondas son:

1. Alfa (8 a 13 Hz; amplitudes medias entre 30 y 50 µV)

El ritmo Alfa aparece cuando el sujeto está relajado y con los ojos cerrados. Es abolido por la apertura de ojos y por el esfuerzo mental, tal como hacer cálculos o concentrarse en una idea. Es por ello que parece indicar el grado de activación cortical; mientras mayor sea la activación menor la actividad alfa. Las ondas Alfa son más fuertes en la corteza occipital y sobre la corteza frontal.

2. Beta (13 a 30 Hz; <20 µV)

En individuos despiertos, alertas y con los ojos abiertos, el ritmo dominante es Beta. Puede estar ausente o reducido en áreas con daño cortical y ser acentuado por drogas hipnóticas o sedantes, como las benzodiacepinas y los barbitúricos.

3. Theta (4 a 8 Hz; <30 µV)

Se dice que el ritmo theta no se ve en un adulto despierto pero es perfectamente normal en niños despiertos hasta la adolescencia. Es normal durante el sueño en todas las edades. (Note no obstante, que algunos investigadores separan esta banda de frecuencias en dos componentes, la actividad Theta baja (4 - 5,45 Hz) que ellos correlacionan con una vigilia decrecida y somnolencia aumentada, y la actividad Theta alta (6 - 7,45 Hz) que se dice está aumentada durante tareas que envuelven memoria de trabajo).

4. Delta (entre 0,5 y 4 Hz; hasta 100 - 200 µV)

El ritmo Delta es el ritmo dominante en las etapas 3 y 4 del sueño pero no se ve en el adulto consciente. Tiende a tener la mayor amplitud de todas las ondas componentes del EEG. Note que los artefactos causados por los movimientos de las mandíbulas y los músculos del cuello pueden producir ondas en la misma banda de frecuencia.

5. Gamma (entre 30 y 50 Hz)

Alguna gente también reconoce el ritmo Gamma pero su existencia e importancia es más controvertida. Puede ser asociada con la actividad mental superior, incluyendo percepción y conciencia y desaparece bajo anestesia general. Una sugerencia es que el ritmo Gamma refleja la actividad mental envuelta en la integración de varios aspectos de un objeto (color, forma, movimiento, etc) para formar una imagen coherente. Una interesante investigación reciente muestra que las ondas Gamma son mejoradas en los monjes budistas durante la meditación y están ausentes en esquizofrénicos.

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