EEG: Electroencefalograma - Prof. Corral López | Guías, Proyectos, Investigaciones de Psicobiología

TEMA 5: EEG (ELECTROENCEFALOGRAMA)

1. CONCEPTO E HISTORIA

Qué es el EEG:

Las siglas EEG se refieren a la

palabra electroencefalograma.

Es el registro, mediante electrodos

en el cuero cabelludo, de

la actividad eléctrica de miles de

neuronas en el cerebro. Las líneas

dibujadas en el EEG reflejan valores

de voltaje (medido en microvoltios)

por cada momento en el tiempo

(medido en milisegundos).

La misma información puede visualizarse también como mapas de voltaje sobre la cabeza. Va variando milisegundo a

milisegundo la actividad eléctrica registrada con 64 electrodos distribuidos sobre todo el cuero cabelludo.

La electroencefalografía un método no invasivo e indoloro, y más barato que otras técnicas como la resonancia magnética.

Permite medir cómo varía la actividad eléctrica cerebral milisegundo a milisegundo y por tanto es muy preciso en cuanto a

"cuándo" ocurre la actividad neuronal (tiene una alta resolución temporal), pero puesto que se registra la actividad sumada

de todas las neuronas, es poco preciso en cuanto a "dónde" ocurre la actividad neuronal exactamente (tiene una baja

resolución espacial).

Historia del EEG

Pioneros de la técnica del EEG:

• Richard Caton: realizó eléctricos en la superficie de los cerebros de perros y conejos

• Hans Berger: describió por primera vez el EEG en humanos

2. BASES NEURALES DE LA SEÑAL DE EEG

¿Cuál es el origen de la señal de EEG?

Como hemos visto, el EEG es el registro de la actividad eléctrica del cerebro. Por tanto, las señales que medimos con el EEG

están generadas por las neuronas del cerebro. Sin embargo, no toda la actividad eléctrica que se produce en el cerebro se

puede registrar colocando electrodos en el exterior del cráneo.

Para poder registrar su actividad desde el exterior mediante electroencefalografía, las neuronas que emiten la señal han de

responder más o menos sincronizadas entre sí (y el nivel de sincronización determinará el ritmo del EEG como veremos más

adelante) y, además, las neuronas han de encontrarse físicamente alineadas entre sí en el espacio.

Por tanto, ¿qué actividad eléctrica registramos con el EEG? En el cerebro se

generan dos tipos de actividad eléctrica:

• Potenciales de acción: son despolarizaciones (resultando en picos de

voltaje) de la membrana de la neurona que se propagan por el axón.

Cuando decimos que una neurona "dispara" nos referimos a los

potenciales de acción. Como son muy rápidos (duran 1-2 ms) y viajan

por el axón, es difícil que se sincronicen entre de neurona a neurona, y

por tanto NO son lo que registramos con el EEG.

• Potenciales postsinápticos: son despolarizaciones o hiperpolarizaciones (resultando en cambios graduales de voltaje) de

la membrana de la neurona. Son producidos por la unión de neurotransmisores de las neuronas anteriores (las neuronas

presinápticas) con las que esta neurona hace sinapsis, y pueden ser excitatorios o inhibitorios. Si predominan los

excitatorios (PEPs), lo más probable es que la neurona acabe respondiendo con potenciales de acción. Si predominan los

inhibitorios (PIPs) lo más probable es que la neurona acabe por no responder. Estos potenciales postsinápticos son más

lentos (duran desde 10 ms a cientos de ms) y están confinados en una región de la neurona (en las dendritas y el soma) sin

viajar, es más fácil que se sincronicen de neurona a neurona. Por tanto, la actividad eléctrica registrada por el EEG son los

potenciales postsinápticos.

Vista previa parcial del texto

¡Descarga EEG: Electroencefalograma - Prof. Corral López y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Psicobiología solo en Docsity!

TEMA 5: EEG (ELECTROENCEFALOGRAMA)

1. CONCEPTO E HISTORIA

Qué es el EEG: Las siglas EEG se refieren a la palabra electro encefalo grama. Es el registro, mediante electrodos en el cuero cabelludo, de la actividad eléctrica de miles de neuronas en el cerebro. Las líneas dibujadas en el EEG reflejan valores de voltaje (medido en microvoltios ) por cada momento en el tiempo (medido en milisegundos ). La misma información puede visualizarse también como mapas de voltaje sobre la cabeza. Va variando milisegundo a milisegundo la actividad eléctrica registrada con 64 electrodos distribuidos sobre todo el cuero cabelludo. La electroencefalografía un método no invasivo e indoloro, y más barato que otras técnicas como la resonancia magnética. Permite medir cómo varía la actividad eléctrica cerebral milisegundo a milisegundo y por tanto es muy preciso en cuanto a "cuándo" ocurre la actividad neuronal (tiene una alta resolución temporal), pero puesto que se registra la actividad sumada de todas las neuronas, es poco preciso en cuanto a "dónde" ocurre la actividad neuronal exactamente (tiene una baja resolución espacial). Historia del EEG Pioneros de la técnica del EEG:

Richard Caton: realizó eléctricos en la superficie de los cerebros de perros y conejos
Hans Berger: describió por primera vez el EEG en humanos 2. BASES NEURALES DE LA SEÑAL DE EEG ¿Cuál es el origen de la señal de EEG? Como hemos visto, el EEG es el registro de la actividad eléctrica del cerebro. Por tanto, las señales que medimos con el EEG están generadas por las neuronas del cerebro. Sin embargo, no toda la actividad eléctrica que se produce en el cerebro se puede registrar colocando electrodos en el exterior del cráneo. Para poder registrar su actividad desde el exterior mediante electroencefalografía, las neuronas que emiten la señal han de responder más o menos sincronizadas entre sí (y el nivel de sincronización determinará el ritmo del EEG como veremos más adelante) y, además, las neuronas han de encontrarse físicamente alineadas entre sí en el espacio. Por tanto, ¿qué actividad eléctrica registramos con el EEG? En el cerebro se generan dos tipos de actividad eléctrica:
Potenciales de acción : son despolarizaciones (resultando en picos de voltaje) de la membrana de la neurona que se propagan por el axón. Cuando decimos que una neurona "dispara" nos referimos a los potenciales de acción. Como son muy rápidos (duran 1-2 ms) y viajan por el axón , es difícil que se sincronicen entre de neurona a neurona, y por tanto NO son lo que registramos con el EEG.
Potenciales postsinápticos : son despolarizaciones o hiperpolarizaciones (resultando en cambios graduales de voltaje) de la membrana de la neurona. Son producidos por la unión de neurotransmisores de las neuronas anteriores (las neuronas presinápticas) con las que esta neurona hace sinapsis, y pueden ser excitatorios o inhibitorios. Si predominan los excitatorios (PEPs), lo más probable es que la neurona acabe respondiendo con potenciales de acción. Si predominan los inhibitorios (PIPs) lo más probable es que la neurona acabe por no responder. Estos potenciales postsinápticos son más lentos (duran desde 10 ms a cientos de ms) y están confinados en una región de la neurona (en las dendritas y el soma) sin viajar, es más fácil que se sincronicen de neurona a neurona. Por tanto, la actividad eléctrica registrada por el EEG son los potenciales postsinápticos.

En la siguiente figura vemos un ejemplo de un potencial postsináptico excitatorio (si fuera inhibitorio, el principio sería el mismo, pero con los voltajes invertidos). Por tanto, aquí la neurona ha recibido un neurotransmisor excitatorio en su sinapsis (por ejemplo, el glutamato) por parte de la neurona presináptica. Este PEP hará que se abran canales iónicos, permitiendo que entren iones positivos en una zona de la neurona. Esto produce que el exterior de esa zona de la neurona quede con cargas negativas. Por el propio flujo de corriente, esto también provocará que en otra zona de la neurona (alrededor del soma) se acumulen cargas positivas en el exterior. Por tanto, se ha producido un pequeño dipolo en la neurona. Un dipolo es un conjunto de cargas positivas y negativas separadas entre sí en el espacio, que siempre generará una corriente eléctrica con su voltaje asociado. La suma de estos voltajes, producidos por estos pequeños dipolos a causa de los PEPs y de los PIPs en miles de neuronas, es lo que registramos en el EEG. El EEG registra sobretodo la actividad de las neuronas piramidales de la corteza , porque su forma favorece que se creen estos dipolos y porque están alineadas la una al lado de la otra, permitiendo que los voltajes sumen y no se cancelen entre sí. Oscilaciones o ritmos cerebrales Las ondas que registramos con el EEG varían en amplitud y frecuencia , dependiendo del grado de actividad de córtex cerebral. Muchas veces estas ondas no poseen ningún patrón determinado, pero otras corresponden a ritmos normales con características específicas. Los ritmos u oscilaciones que podemos observar en el EEG (delta, theta, alpha, beta o gamma) varían según el nivel de atención, alerta y consciencia, o según el estado patológico (coma, epilepsia...). Cuanto más sincronizadamente se activen las neuronas corticales, el voltaje sumado resultante será mayor, y por tanto más amplitud veremos en el EEG (las ondas rítmicas serán más grandes). Como consecuencia, se darán menos curvas por segundo en el EEG, que se traduce en frecuencias bajas ( alpha, theta, delta ). Por el contrario, si las neuronas corticales se activan menos sincronizadamente (más dispersas en el tiempo) el voltaje será menor y habrá más curvas pequeñas por segundo, lo que se traduce en frecuencias altas ( beta, gamma ). En la figura de la izquierda, podemos ver la actividad de 6 neuronas piramidales independientes, y la suma de la actividad de las 6 neuronas (el trazo más grueso) que es lo que registraríamos desde el exterior con un electrodo colocado sobre el cuero cabelludo por encima de la localización de estas neuronas. Como podemos ver, cuanto más sincronizada esté la actividad de las 6 neuronas, mayor será la amplitud del registro de EEG resultante de sumar todas sus actividades ( comparando el panel c, "synchronized" con el panel b, "irregular"). Podemos compararlo con si tratásemos de escuchar desde la distancia lo que dicen todas las personas que están en un estadio. Si cada persona individual dice una cosa distinta, el mensaje que recojamos con nuestro micrófono será bastante ininteligible. Sin embargo, cuando todas las personas se sincronizan y dicen "¡Gol!" todos a una, entonces el mensaje es claro y se oye muy alto en nuestro micrófono colocado fuera del estadio.

El sistema internacional 10- 20 de colocación de electrodos: Este método determina la distancia entre los electrodos en forma porcentual, de ahí el nombre de 10-20 ya que los electrodos están separados entre sí por 10 o 20% de una distancia determinada. La razón de utilizar porcentajes en vez de longitud es el hecho de que el tamaño del cráneo varía de una persona a otra. Para colocar los electrodos de acuerdo con el sistema 10-20 se requiere realizar las siguientes mediciones que sirven de referencia para obtener los porcentajes 10 y 20. Se mide la distancia que hay entre el inión y el nasión, que representa 100% en el plano sagital, y la distancia entre el trago de un lado (depresión inmediatamente por delante del pabellón auricular) y el trago del lado opuesto, que es 100% en sentido coronal. El electrodo central Cz se ubica a la mitad de la distancia entre el inión y el nasión (50%), y a la mitad de la distancia trago-trago (50%). Un 20% de la distancia inión-nasión, hacia adelante de Cz y en la línea media, corresponde a la ubicación del electrodo Fz, y 20% hacia atrás de Cz se ubica Pz. En dirección lateral a Cz se encuentran del lado derecho C4 y T4, al 20 y 40% de la distancia trago-trago, respectivamente, y del lado izquierdo están C3 y T3, también al 20 y 40% de la distancia trago-trago. Señal y ruido Los electrodos de nuestro sistema de EEG registrarán cualquier señal eléctrica que llegue hasta ellos. En nuestro entorno existen más fuentes de actividad eléctrica que las neuronas de nuestro cerebro. Multitud de instalaciones eléctricas, enchufes y aparatos a nuestro alrededor producen señales eléctricas que se propagan por el espacio y deterioran nuestra señal al ser registradas por los electrodos. Es por ello que los registros de EEG con fines experimentales se realizan dentro de una cámara aislada eléctricamente (una cámara Faraday). De esta manera podemos minimizar el ruido eléctrico que registramos en el EEG. Además del ruido proveniente de otros aparatos eléctricos, también hay otras fuentes de señales eléctricas en el cuerpo. Llamamos a las señales eléctricas que interfieren con nuestra señal y que no provienen de la actividad de las neuronas en el cerebro artefactos. Una de las principales fuentes de artefactos son los ojos y sus movimientos. Los globos oculares actúan como dipolos y generan señales de gran amplitud y altamente sincronizadas, que registramos con los electrodos de EEG colocados por todo el cuero cabelludo. Para poder lidiar con los artefactos que generan en la señal los movimientos oculares, normalmente, colocamos electrodos específicamente destinados a registrar también esta señal que proviene de los ojos. ElectroOculoGrama (EOG) El EOG es el registro de la actividad eléctrica generada por los movimientos oculares. En la figura se enmarca dos electrodos que se utilizan para registrar los movimientos oculares sacádicos y los parpadeos. El H EOG se coloca a los lados de los ojos para registrar movimientos h orizontales. El V EOG se coloca arriba y debajo del ojo para registrar los movimientos v erticales. Aquí vemos cómo se observan los movimientos de los ojos en el registro de EEG: Además, los músculos también generan señales eléctricas, de manera que cualquier movimiento, especialmente de la cara, o simplemente la tensión muscular en la cara o el cuello también generan artefactos en la señal de EEG. Esta actividad muscular también se observa con mayor amplitud que la señal proveniente del cerebro, y tiene una frecuencia muy alta (ondas muy rápidas)

4. APLICACIONES DEL EEG

El registro de EEG tiene múltiples aplicaciones. Por una parte, ciertos fenómenos que afectan a la actividad del cerebro de manera general se pueden observar directamente en el registro de EEG, por ejemplo un ataque epiléptico, o los cambios en el estado de consciencia (coma, sueño, etc.). Por otra parte, utilizando las técnicas de registro y procesado de la señal adecuadas, también podemos extraer de la señal de EEG la actividad eléctrica de grupos de neuronas concretas cuando el cerebro realiza una acción u operación cognitiva concreta. Potenciales evocados Si durante el registro de EEG, se presentan determinados estímulos, podemos obtener la actividad eléctrica del cerebro en respuesta al procesamiento de esos estímulos, es decir el potencial evocado (PE). Potencial porque se trata de actividad eléctrica y evocado porque está provocado por determinados estímulos. Puesto que la respuesta cerebral a esos estímulos es mucho más pequeña (del orden de 1- 20 μV) que la actividad de fondo del EEG (50- 100μV), debemos seleccionar las partes del registro en las que el estímulo fue presentado y promediarlas muchas veces. En la figura podemos ver como a partir de la actividad del EEG (C) es posible seleccionar aquellas zonas en las que se ha presentado un estímulo “X” o “O” (E) y promediarlos por separado (F). La animación de la derecha muestra cómo va cambiando la señal resultante a medida que añadimos más repeticiones al promedio. Potenciales auditivos y cribaje neonatal Un ejemplo de potenciales evocados son los potenciales evocados auditivos. Como habéis visto en la sesión sobre el sistema auditivo, la información auditiva viaja desde la cóclea hasta la corteza auditiva pasando por una serie de relevos neuronales. Con la técnica de EEG, y utilizando los ajustes apropiados, es posible registrar la actividad de las diferentes neuronas que tienen sus cuerpos en cada uno de los núcleos de la vía aferente. En la figura se observa todos los relevos neuronales (izquierda) y los potenciales evocados originados desde cada uno de estos relevos a medida que la información auditiva viaja a través de la vía aferente auditiva (derecha). En el potencial evocado (a la derecha de la figura) podemos identificar diferentes componentes, es decir, picos o valles (por ejemplo, I, II, P1 o N2), que según el momento en que se producen son clasificados como:

Componentes de latencia corta (0-10 ms) originados en el tronco del encéfalo;
Componentes de latencia media (11-50 ms) originados en el tálamo y algunas áreas corticales;
Componentes de latencia larga (a partir de los 51 ms) originados fundamentalmente en la corteza auditiva del lóbulo temporal.

EEG: Electroencefalograma - Prof. Corral López, Guías, Proyectos, Investigaciones de Psicobiología

Documentos relacionados

Vista previa parcial del texto

¡Descarga EEG: Electroencefalograma - Prof. Corral López y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Psicobiología solo en Docsity!

TEMA 5: EEG (ELECTROENCEFALOGRAMA)

1. CONCEPTO E HISTORIA

4. APLICACIONES DEL EEG