Electroencefalografía (EEG)

EEG

Ing. Diego Beltramone

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

Breve Historia

Informació Información básica

Electroencefalografía (EEG)

n

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

n

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

n

n

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

1

Actividad cerebral: cerebro n n n n n

Forma parte del sistema nervioso Contiene alrededor de 1010-15.000 M de neuronas, neuronas, más del 90% de las neuronas del cuerpo Pesa aprox 1,5 Kg (entre (entre el 2% y el 3% del peso de un adulto) adulto) Utiliza alrededor del 20% del suministro de oxí oxígeno del cuerpo Tiene una sup. aproximada de 2 m2, y cabe en el crá cráneo debido a que está está doblado/plegado

Actividad cerebral: cerebro n

Actividad cerebral: cerebro

Funciones Multitasking: controla respiració respiración, latidos cardí cardíacos, acos, temperatura. temperatura. Conducimos un auto mientras conversamos, conversamos, nos indica si sentimos frí frío o calor, calor, hambre, hambre, o que tenemos tareas pendientes para más tarde n Para todo ello, ello, el cerebro tiene partes especializadas, especializadas, y si hay un dañ daño cerebral, puede verse afectada una o más áreas n

2

3

4

5

Neurona => sinapsis, sinapsis, por medio de neurotransmisores

Neuronas n

n

Las conexiones entre ellas permiten procesar señ señales y almacenar memorias Nacemos con la mayor parte de las neuronas que tendremos en toda la vida, vida, por lo que es difí difícil que el cerebro dañ dañado se recupere, recupere, lo que no quiere decir que sea imposible, imposible, debido a la plasticidad neuronal

n

n

Un neurotransmisor es una molé molécula en estado de transició transición, con dé déficit o superá superávit de cargas. Este estado de transició transición le da un tiempo má máximo de estabilidad de unas cuantas vibraciones moleculares. El medio por el cual se transmite es la mielina, mielina, responsable de la sinapsis neuronal, que conecta con el grupo de receptores dendí dendítricos, tricos, descargando en la dendrita especí específica que admite el neurotransmisor portador de la carga. El paso del neurotransmisor por los axones estimula la creació creación de mielina, por lo que a mayor cantidad de mielina, menor resistencia a la transmisió transmisión y menor uso de recursos.

6

Origen de la EEG n

n

Los fenó fenómenos que ocurren en la sinapsis son de naturaleza quí química, pero tienen efectos elé eléctricos laterales que se pueden medir. Una sola neurona no llega a ser apreciable dentro del montó montón, pero si pensamos en ellas como vectores, vectores, lo que medimos es la resultante. resultante.

Origen de la EEG n

Señ Señales EEG superficiales n n

Magnitud: Magnitud: 5 a 300 μV Ancho de banda: banda: 0,5 a 100 Hz (normalmente (normalmente se utiliza hasta 70 Hz para clí clínica) nica)

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

Ubicació Ubicación de los electrodos n

n

n n

n

La amplitud, amplitud, fase y frecuencia del EEG dependen de la ubicació ubicación del electrodo. electrodo. La cabeza es mapeada por 4 puntos: puntos: Nasion, Nasion, Inion, Inion, Puntos prepre-auriculares derecho e izquierdo. izquierdo. Forma 19 electrodos más tierra Los electrodos son puestos midiendo la distancia NasionNasion-Inion y haciendo puntos en 10%, 20%, 20%, 20%, 20% y 10% a lo largo de su longitud. longitud. El vértex, rtex, o electrodo CZ, se encuentra ubicado en el punto medio

7

Distribució Distribución en cabezal EEG

Protocolo internacional Sistema 1010-20

Electroencefaló Electroencefalógrafo n

Electrodos de aguja (Electrocorticograma )

Diagrama de bloques

Electrodos

Pre (instrumentac) + Amplificación

Filtro

Señal

Aislación

8

Electrodos superficiales

n n

n

Tienen un bañ baño de oro o de plata Necesitan un gel o pasta conductora para mejorar la interfaz Se utilizan distintas pastas conductoras, conductoras, de acuerdo a la duració duración del estudio (por ejemplo, ejemplo, para polisomnografí polisomnografía, un estudio que dura toda una noche, noche, se utiliza colodió colodión, el cual tiene mejor funcionamiento mecá mecánico) nico)

Electrodos superficiales

Autoadhesivos Gorro - cap

Pre + Amplificació Amplificación n

n

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

Filtros n Ancho de

banda: banda: 0,5 a 100 Hz (70 Hz es lo habitual en clí clínica) nica) n Al menos de segundo orden

9

Ondas y ritmos EEG - vigilia n n n n n

n

Alfa: 8 a 13 Hz. 2020-60 μV (50 μV promedio), promedio), aunque 100100-200 μV todaví todavía se considera normal. Beta: >13 Hz (gralmente (gralmente 1818-25 Hz). 55-10 μV , excepcionalmente supera los 30 μV Theta (o Tita, Tita, para los moralistas): moralistas): 4 a 7,5 Hz. Baja amplitud Delta: < 3,5 Hz Mu: Mu: 7 a 12 Hz, usualmente 8-10 Hz (tambi (tambiéén se le llama “alfoide” alfoide”). 2020-60 μV . Trenes de pocos segundos de duració duración Lambda: Regió Región occipital, relacionadas con actividad visual. Potenciales evocados visuales

Ondas y ritmos EEG - vigilia n

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 má más evidentes en condiciones de relax y al cerrar los ojos.


Ojos abiertos

Ojos cerrados

n Distribució Distribución:

regiones posteriores (occipitales) occipitales) de ambos hemisferios, hemisferios, en forma simé simétrica. trica. Reflexió Reflexión en regiones parietales y posterior de lóbulos temporales. temporales. Ritmo alfa en regiones posteriores del cerebro

10



Ritmo Beta: Beta: Aparece en aproximadamente el 20 % de las personas normales, siendo más evidente si el paciente está está sometido a tratamientos con fá fármacos sedantes. n Significado

fisioló fisiológico: gico: no está está claro, claro, pero se supone que tiene relació relación con la funció función sensosenso-motora n Presente en personas con funció función cerebral normal: en pacientes en coma es un signo de buen pronó pronóstico Cambios de frecuencia y amplitud del ritmo alfa con la edad



Ritmo beta

Actividad beta generalizada

11



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

a los sistemas sensorial y motor, de forma contralateral. contralateral. Sin relació relación con lo visual ni con la actividad mental.

Actividad beta generalizada, inducida con tratamiento barbitúrico



Ondas lambda: al realizar movimientos de b úsqueda con los ojos (fijarse en los detalles de una habitaci ón, observar diversos elementos de un dibujo, etc.) aparecen deflexiones en regiones occipitales que se denominan ondas lambda. n

n n

n

n

Ritmo mu

Morfologí Morfología: son ondas agudas, usualmente bifá bifásicas y de forma triangular. Son similares a los elementos agudos transitorios positivos occipitales que aparecen durante el sueñ sueño. Duració 100-250 ms. ms. Duración: 100Amplitud: Amplitud: en general, bajabaja-mediana amplitud (< 50 μV), pero pueden alcanzar un gran voltaje, pudiendo ser confundidas con ondas patoló patológicas. Distribució Distribución: aparecen en regiones occipitales. Siempre van precedidas de un potencial generado por el movimiento ocular, que que aparece en regiones anteriores, y que indica la relació relación entre los movimientos discriminadores de los ojos (o de bú búsqueda) y las ondas lambda. Relació Relación de fase: fase: aunque en ocasiones estas ondas pueden ser asimé asimétricas, siempre aparecen de un modo sincró sincrónico en los dos hemisferios.

12


Arquitectura del sueñ sueño n

2 fases definidas: definidas: REM (Rapid Eyes Movement) o MOR (Movimiento (Movimiento Ocular Rápido) pido) n nono-REM n

n

Ciclo de sueñ sueño: se repite un número variable de veces, veces, entre 3 y 7, y la duració duración de cada ciclo es variable, pero en conjunto dura 7070-120’ 120’ (60(60-90’ 90’ de sueñ sueño nono-REM y 1515-30’ 30’ de sueñ sueño REM)

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

Estadios del sueñ sueño n n

Estadios del sueñ sueño

Sueñ Sueño nono-REM Fase sin movim oculares rápidos (75(75-80%) Estadio 1: somnoliencia Estadio 2: sueñ sueño superficial n Estadio 3: sueñ sueño mediano n Estadio 4: sueñ sueño profundo

n

n

n n

Sueñ Sueño REM Fase de movimientos oculares rápidos (20(20-25%) n

Sueñ Sueño paradó paradójico Incidencia de ondas de las distintas fases del sueño no-REM

13



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

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



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

Sueño REM

14

Hiperventilació Hiperventilación

Estimulació Estimulación Luminosa Intermitente

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).

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

Estimulació Estimulación Luminosa Intermitente

Polisomnografí Polisomnografía

Respuesta fisiológica a la ELI. Fenómeno de arrastre

Respuesta fotomiogénica

15

n

Otras aplicaciones

Otras aplicaciones

Potenciales evocados

n

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 n

Potenciales evocados auditivos


Potenciales evocados auditivos

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

16


Otras aplicaciones

Potenciales evocados visuales n


Mapeo cerebral 2D

Otras aplicaciones

Mapeo cerebral 3D n

Neurofeedback: Neurofeedback: n

es una té 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 travé través de un CEEG (Electroencefalograma computado o Mapeo cerebral computado).

17


BCI (Brain(Brain-Computer Interface: Interfaz CerebroCerebro-Computadora) Computadora)


A partir de señ señales EEG Provee un canal de comunicació comunicación entre el cerebro y una computadora n El cerebro trabaja por patrones n Se identifica la intenció intención a partir de la actividad mental, identificando patrones n Distintas técnicas y paradigmas, paradigmas, que requieren mayor o menor entrenamiento por parte del usuario n

BCI n Áreas de investigació investigación: n Mejorar

sistema de electrodos sistema de comunicació comunicación de la señ señal (inalá inalámbrica, mbrica, por ej.) ej.) n Identificació Identificación de patrones (matemá matemática compleja) compleja) n Utilizació Utilización de elementos portá portátiles (no es cómodo andar con una PC por todos lados) lados) n Accionamiento (uso de computadoras, computadoras, sillas de ruedas, ruedas, pró prótesis electromecá electromecánicas, nicas, domó domótica, tica, etc)

n

n Mejorar


BCI


BCI Video1

Video2

Video3

18

Electroencefalografía (EEG)

Recommend Documents