biopac, Apuntes de Fisiología

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BIOPAC Systems, Inc. Lección 3 ELECTROENCEFALOGRAFIA I a EEGI ua po o Relajación y ritmos cerebrales dd . o Ritmos alfa, beta, delta y teta . a 3.6.6-MI E o === 101-000 =>! Caipna] Chera] [ovio] [amero] E a . BIO e Página 2 Biopac Student Lab INTRODUCCION El cerebro se aloja en la bóveda craneal. Esta bóveda esta formada por los huesos del cráneo quienes cubren y protegen las delicadas superficies cerebrales de golpes y traumas. Una delgada cubierta de piel llamada cuero cabelludo, cubre la mayor parte de la superficie externa del cráneo. La superficie interna del cráneo toma contacto con las meninges y estas últimas se asocian directamente con la corteza cerebral. La corteza cerebral esta formada por millones de células nerviosas (neuronas) que controlan las actividades motoras y sensitivas del cuerpo. Las conexiones interneuronales de los distintos estratos corticales y las distintas vías de asociación con otras partes del cerebro son muy complejas. La actividad eléctrica neuronal es la suma de los potenciales eléctricos que ocurren a nivel del soma, las dendritas neuronales y los potenciales de acción que ocurren a nivel axonal. Esta actividad eléctrica de la neurona cortical, esta siempre presente, incluso durante el sueño. En un sentido biológico (y también en un sentido medico legal), la ausencia de actividad eléctrica en la corteza cerebral significa muerte cerebral. Las funciones de la corteza cerebral incluyen pensamiento abstracto, razonamiento, control voluntario e involuntario de los músculos esqueléticos, y el reconocimiento y diferenciación de estímulos somáticos, viscerales y sensoriales. Regiones especificas de la corteza cerebral procesan y/o generan varios tipos de información. Por ejemplo, el lóbulo occipital procesa información vital, mientras que el lóbulo parietal procesa información somatosensorial proveniente de receptores de dolor (nociceptores) ó temperatura (termorreceptores) (Fig. 3.1). Surco central Lobulo frontal . > _Lobulo parietal Nx Lobulo occipital == Cerebelo / Lobulo temporal Fig. 3.1 Regiones del cerebro La información sensorial periférica pasa normalmente por centros de relevo subcorticales antes de ser enviada a su destino final en regiones somatosensoriales específicas de la corteza cerebral. Ya que la corteza cerebral esta muy cerca de la superficie interna del cráneo, unos electrodos colocados en el cuero cabelludo, sobre diferentes regiones del cerebro puede detectar la actividad eléctrica asociada a neuronas funcionales. El registro de la actividad cerebral usando electrodos se denomina electroencefalograma o EEG (electro = eléctrica, encephelo =cerebro, gram = registro). Un electrodo de EEG detecta el patrón de actividad eléctrica solamente en la región cerebral más cercana a su sitio de posicionamiento (que es la región bajo el electrodo). No obstante lo anterior, esta técnica permite que cada electrodo registre la actividad de miles de neuronas. De hecho, un milímetro cuadrado de corteza tiene mas de 100,000 neuronas ya que cada región de la corteza cerebral de una persona alerta, esta ocupada recibiendo, integrando y enviando muchos impulsos y es esta actividad es detectada en el EEG (Para mas información acerca de la forma de onda, vea el capitulo tutorial). Solo cuando la actividad eléctrica de cada una de las miles de neuronas de una región dada, están en fase ó sincronizadas es que se comienza a distinguir en el EEG una forma de onda periódica simple. Página 4 Biopac Student Lab Delta y Teta Los ritmos delta y teta son patrones EEG de baja frecuencia que aumentan durante el sueño de un adulto normal. Cuando una persona se mueve de un estado ligero a un estado de sueño mas profundo (antes del sueño REM), la ocurrencia de las ondas alfa disminuye y es reemplazada gradualmente por los ritmos teta de baja frecuencia y luego ondas delta. Aunque los ritmos delta y teta son generalmente más prominentes durante el sueño, hay casos en que los ritmos delta y teta son registrados en individuos que están despiertos. Por ejemplo, ondas tetas ocurrirán por intervalos muy breves durante respuestas emocionales a situaciones o eventos de frustración. Las ondas delta pueden aumentar durante actividades mentales de dificultad que requieren concentración. En general, la ocurrencia y amplitudes de los ritmos delta y teta son altamente variables entre los individuos. Posición de los Electrodos Las posiciones de los electrodos han sido nombradas de acuerdo a las regiones del cerebro que están por debajo del área del cuero cabelludo: frontal, central (surcus), parietal, temporal y occipital. En el método bipolar, la EEG es medida desde un par de electrodos en el cuero cabelludo. El par de electrodo mide la diferencia en el potencial eléctrico (voltaje) entre sus dos posiciones por encima del cerebro. Un tercer electrodo es colocado en el lóbulo del oído como un punto de referencia, "tierra”, del voltaje base de la línea basal del cuerpo debido a otras actividades eléctricas dentro del cuerpo. En esta lección, usted registrará un EEG, usando el método bipolar. T. OBJETIVOS EXPERIMENTALES 1) Registra un EEG de un sujeto en reposo y despierto con los ojos abiertos y cerrados. 2) Identificar y examinar los componentes del complejo EEG alfa, beta, delta y teta. TI. MATERIALES Set de cables de Electrodo BIOPAC (SS2L) Electrodos desechables de vinilo BIOPAC (EL503), 3 electrodos por sujeto Gel de electrodo BIOPAC (GEL1) y un paño(ELPAD) o Loción de limpieza ó preparación de alcohol v vv v Un gorro para nadar de lycra (de marca Speedo) o una cinta de apoyo (como la 3M Coban” o una cinta de apoyo autoadherente) para presionar los electrodos por la cabeza para un mejor contacto. > Catre o mesa de laboratorio y almohada > Sistema de computador: Macintosh” - mínimo 68020 o PC running Windows 95/98/NT 4.0/2000” Requerimiento de memoria: vy El programa Biopac Student Lab necesita tener al menos 4MB de RAM disponible para ejecutarse. Estos son 4MB por encima y más allá de las necesidades del sistema operativo y cualquier otro programa que este ejecutándose. Programa BIOPAC Student Lab V3.0.7 o más Unidad adquisición BIOPAC (MP30) Transformador BIOPAC (ACI00A) Cable serial BIOPAC (CBLSERA) Vvvov Lección 3: EEG I Página 5 Iv. METODOS EXPERIMENTALES Resumen + A medida que usted complete los métodos experimentales (Inicio, Calibración, y Registro) y el análisis, Usted puede necesitar las siguientes herramientas y/o opciones de pantalla (Display). La ventana siguiente es solo una muestra de referencia y no representa ningún dato de una lección especifica. En la pantalla de muestra se ven 3 canales de datos y cuatro canales de medición, puede que su pantalla varíe entre lecciones y en puntos diferentes dentro de la misma lección. Cajas de canales de medicion fffcanal — tipo de medicion resultado) marca herramientas de marca Ñ E Cajas de canal Y (solo modo analisis de dato). YrJ> rete E 02907 [E oo > ¿ ARE por 2 uu al y E . ET] escalas verticales Identificacion Low E de marca E El Identificacion <— E il Bare vótical de canales Leo (amplitud) A s A Herramienta de seleccion Herramienta de zoom Barra horizontal (tiempo) í escala horizontal Cursor -1 > Los siguientes símbolos son usados durante todo el Método Experimental y de Análisis, como se explica mas abajo. Clave para los símbolos Si Usted encuentra un problema o necesita explicaciones adicionales para algunos conceptos, refiérase al capitulo tutorial para más detalles. Los datos obtenidos en los pasos necesitan ser registrados en el Reporte de Datos (en la sección indicada por el carácter alfa). Usted puede registrar los datos individualmente por mano ó elegir Editar > Historial > Pegar mediciones para pegar los datos a su historial para futuras referencias. V Este símbolo es usado para indicar que usted ha necesitado insertar una marca en el registro y una clave en un identificador parecido al texto en comillas. La mayoría de los marcadores e identificadores son automáticos. Las marcas aparecerán en la parte superior de la pantalla como triángulos invertidos. Usted puede insertar e identificar la marca durante o después de la adquisición. En un Mac, presione “ESC” y en un PC, presione “F9.” > Cada sección es presentada en un formato de dos columnas, como se describe abajo. NU a] PASOS PISTA RAPIDA ] EXPLICACION DETALLADA DE LOS PASOS a ted de al Esta parte de la lección contiene información mas | detallada para clarificar los pasos y/o conceptos de la PISTA RAPIDA, y puede incluir diagramas de referencias, ilustraciones y esquemas de pantallas. E Lección 3: EEG I Página 7 ao e) Envuelva la cabeza del sujeto, para asegurarse de la adherencia de los electrodos. pe Guías para la colocación de los electrodos: a) La colocación de los electrodos en el cuero cabelludo puede variar (dentro de limites) dependiendo de la preferencia del instructor o la del sujeto. b) Mantenga los electrodos en un lado (derecha o izquierda) de la cabeza. c) El tercer electrodo es el electrodo de tierra y es conectado al lóbulo del oído (posición “c”). Aunque el collar adhesivo es mayor que el lóbulo de la oreja, puede ser doblado por debajo del oído para una adhesión apropiada. Alternativamente el electrodo de tierra puede ponerse en la piel del rostro por detrás del lóbulo de la oreja. Conectores de broche funcionan como un pequeño gancho de ropa, pero solo se enganchan en la protuberancia del electrodo en un lado del conector. Colgar los cables de los electrodos por encima de la cabeza de tal manera que no estén tirando los electrodos. ; Coloque el gorro de Lycra” o una envoltura de apoyo sobre la cabeza del sujeto para presionar los electrodos contra el ¡cuero cabelludo con una presión constante. El sujeto no debería sujetar los electrodos contra su cuero cabelludo. ' Idealmente la pieza debería estar razonablemente en silencio, 2 9r. quieta para ayudar a la relajación mental del sujeto. Este periodo de 5 minutos es también importante para dar a los electrodos el tiempo de establecer contacto con la superficie de la piel. Use un identificador único. ás a ¿Termina el procedimiento de inicio. FIN DEL INICIO Página 8 Biopac Student Lab B. CALIBRACION El procedimiento de calibración establece los parámetros internos del equipo (tales como, ganancia, equivalencia y escala) y es crítico para un óptimo funcionamiento. Ponga especial atención al procedimiento de Calibración. Explicación Detallada de los Pasos de Calibración PI El botón de Calibración esta en la esquina superior izquierda de la ventana de Inicio. ques lectrode Una advertencia aparecera, preguntandole que chequee en la unión de los electrodos por ultima vez. et Esto comenzará el procedimiento de calibración. El programa BIOPAC Student Lab comenzará el registro de los datos y los usará para calcular los niveles optimos para el sujeto. El procedimiento de calibración se detendrá automáticamente después de 15 segundos. 5, Al final de los 15-seg del registro de calibración su pantalla deberá parecerse a la de la Fig. 3.4. E == pié > 56 <Óó cc 8 | necora] [neso Conibration] [el 1000 Figura 3.4 1Ó Aquí debería haber una línea relativamente plana (como en la OS figura 3.4) es Si los datos muestran cualquier espiga grande entonces Ud li debe rehacer la calibración apretando el botón de redo calibración y repitiendo por completo la secuencia de calibración. ii o o Página 10 Biopac Student Lab E= 23 | [ feo ] [atona] [beta ] [uerta ] [theta] [ done | > Jl + >: > SE IKNICILa 18] m0 EEE 2050 Fig. 3.5 Si Ud siente que cometió un error en el registro, o hay espigas - grandes en sus datos (indicando que el sujeto puede haber pestañeado o movido) Ud debe rehacer el registro. Ud puede rehacer el registro apretando en “Redo” y repitiendo los pasos 1-3. Cuando Ud apriete Redo, los datos que recién grabó serán borrados. Cuando Ud. apriete en cada botón, el programa computará y mostrará las especificas bandas de frecuencia. Ritmo Frecuencia (Hz alfa 8-13 beta 13-30 delta 1-5 teta 4-8 Mire a la banda de frecuencia alfa. Sus datos deben ser similares a la Fig. 3.6, con un aumento en amplitud durante el segmento “ojos cerrados”. Si es este el caso proceda al paso 8. o edo] [alma] [vera | [ueia] [seta] [one] Cr [0 [0 E [00 CT E te ori a 1 Ec lt mo de Continua el Registro ... Fig. 3.6 Si sus datos no muestran ningún cambio, es posible que los electrodos no fueron colocados apropiadamente a la piel o el procedimiento de registro no fue seguido apropiadamente y Ud debe considerar rehacer el registro. Ud puede rehacer el registro apretando en “Redo” y repitiendo los pasos 7-8. Cuando Ud aprete Redo, el dato que recién grabo será borrado. Lección 3: EEG I Página 11 Después que Ud presione Done, aparecerá una ventana con cuatro opciones. Haga su elección y continúe como se le diga. Si esta escogiendo la opción “Registrar desde otro sujeto”: a) Colocar los electrodos del inicio del paso 6 y continuar la lección completa desde el inicio del paso 11. b) Cada persona necesitará usar un nombre de archivo único. Remueva los conectores de los cables de los electrodos. Y remueva los electrodos. Deseche los electrodos (los electrodos FIN DEL REGISTRO BIOPAC no son reusables). Lavar el residuo de gel de electrodo de la piel con agua y jabón. Los electrodos pueden dejar un leve anillo sobre la piel por unas pocas horas lo cual es normal. Página 14 Biopac Student Lab Ud puede guardar los datos a la disketera, guarde las notas que están en el historial o imprima el archivo de datos. | FIN DEL ANALISIS DE DATOS FIN DE LA LECCIÓN 3 Complete el Informe siguiente de la lección 3,