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Prof. Ricardo R. Horta O., Acad. de Biónica. BIOELECTRÓNICA PARA EL REGISTRO DE POTENCIALES EVOCADOS

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BIOELECTRÓNICA PARA EL REGISTRO DE

POTENCIALES EVOCADOS

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ELECTROENCEFALOGRAFÍA

(EEG)

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Es el registro de la actividad eléctrica cerebral, en condiciones básales de reposo, en vigilia o sueño.

El registro puede hacerse superficial, sobre el cerebro (electrocorticograma) o mediante electrodos intratisulares (estereoelectroencefalograma).

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La Electroencefalografía es el registro y evaluación de los potenciales eléctricos generados por el cerebro y obtenidos por medio de electrodos situados sobre la superficie del cuero cabelludo.El electroencefalograma (EEG) es el registro de la actividad eléctrica de las neuronas del encéfalo. Dicho registro posee formas muy complejas que varían mucho con la localización de los electrodos y entre individuos. Esto es debido al gran número de interconexiones que presentan las neuronas y por la estructura no uniforme del encéfalo.

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Todas las entradas sensoriales alcanzan con el tiempo la corteza cerebral donde ciertas regiones parecen estar relacionadas específicamente, con ciertas modalidades de información sensitiva. Otras regiones de la corteza parecen estar relacionadas específicamente con las funciones motoras. Por ejemplo, todas las entradas sensoriales somáticas (calor, frío, presión, tacto, etc.) llegan a una región de la superficie cortical justo por detrás del surco central, abarcando la parte delantera del lóbulo parietal.

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Las entradas sensoriales somáticas de cada punto del organismo llevan a una parte específica de esta región, estando las entradas procedentes de las piernas y los pies más cerca de la parte superior, a continuación el torso, seguido de brazos, manos, dedos, cara, lengua, faringe y finalmente las regiones intraabdominales en la parte inferior. La cantidad de superficie adjudicada a cada parte del organismo es proporcional al número de nervios sensitivos que contiene y no a su tamaño físico real. Una representación gráfica de la disposición de estas áreas, denominada homúnculo parece una figura humana grotesca, cabeza abajo, con grandes dedos, cara, labios y lengua:

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Histológicamente, la neocorteza está constituida por seis capas celulares:I: Capa superficial plexiforme de pequeñas células.II: Capa de células granulares III.III: Capa de células piramidales.IV: Capa de células granulares.V: Capa de células piramidales.VI: Capa profunda polimorfa.Las células de las capas III y V son efectoras.Las células de las capas II y IV son receptoras.

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Ondas cerebrales

Su intensidad sobre la superficie del cuero cabelludo oscila entre 0 y 200µV con frecuencias de 1 vez cada pocos segundos y 50 o mas veces por seg. Su carácter depende del grado de actividad de la corteza cerebral, y las ondas muestran grandes cambios entre los estados de vigila, sueño y coma.

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Ondas : Frecuencias inferiores a 4 Hz y 10-50 microvoltios. Localizadas en zonas parietal y temporal.Estado de conciencia: Sueño.Comportamiento: Sueño profundo. Sueños oníricos. Estados de reacondicionamiento físico. Reestructuración física y mental. Su profundidad dura aproximadamente unos 90 minutos en la fase de sueño nocturno. En la infancia y durante enfermedades orgánicas cerebrales graves. Esta frecuencia es la más desconocida.Substancias que intervienen: Las propias del sueño profundo. Se pueden generar con psicofármacos y somníferos.Las producen: Sueño profundo. Sueño nocturno. Cansancio físico y mental. Aquí actúan a pleno rendimiento las partes más internas y profundas del cerebro.

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Ondas : entre 4 y 7 Hz y 50-100 microvoltios. Localizadas en zonas parietal y temporal.Estado de conciencia: vigilia, pre-sueño.Comportamiento: Estados de imaginación espontánea. Estados oníricos, ensoñación, fantasías alucinantes, La realidad se abstrae y la mente "vuela" sola. Es el camino del sueño superficial al sueño profundo. Sus características son muy parecidas a la frecuencia alfa solo que más pronunciadas. Total relajación física y mental.Substancias que intervienen: Endorfinas y catecolaminas. Artificialmente con psicofármacos y relajantes.Las producen: Estados de meditación profunda. Yoga, meditación, música, situaciones de gran calma y relax, audición de músicas armónicas, etc. Toma de drogas psicoactivas.

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Ondas : entre 8 y 13 Hz y 100-150 microvoltios, en sujetos normales despiertos, sin actividad física y con los ojos cerrados, localizándose sobretodo en la zona occipital.Estado de conciencia: vigilia - relax.Comportamiento: Podría decirse que están en medio del "consciente" y el "inconsciente". Produce imaginación y lucidez creadora, mayor memoria, asimilación y capacidad de estudio. Mejor rendimiento en el deporte. Ideal para proyectar autosugestiones y comportamientos. Relajación mental y muscular.Substancias que intervienen: Endorfinas y catecolaminas. Artificialmente con psicofármacos y relajantes.Las producen: Estados de relajación activa (provocada) o pasiva (espontánea). Ingestión de substancias psicotrópicas o hipnóticas y sedantes. Estados de oración y meditación. Relajación muscular y pensamiento "en blanco".

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Ondas ß: frecuencias entre 14 y 30 Hz y 150-200 microvoltios, en ocasiones hasta 50 Hz, fundamentalmente en las zonas parietal y frontal. Se divide en dos; ß1 frecuencia doble a y se comportan parecidas y ß2, cuando se activa intensamente el SNC o bajo tensión.Estado de conciencia: vigilia.Comportamiento: Razonamiento lógico, recuerdos automáticos, conversaciones habituales, autoconsciencia. La mayoría del tiempo de vigilia transcurre en beta, pues es su estado por antonomasia.Substancias que intervienen: Adrenalina moderada y otras muy generalizadas.Las producen Estados de vigilia normal. Estados de concentración en el trabajo, el estudio, lectura, viendo la TV. En general estados de atención consciente rutinarios.

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Ondas : entre 30 y 100 Hz y 100-150 microvoltios, en sujetos normales despiertos, sin actividad física. En la zona pre frontal y lóbulo temporal en dos momentos distintos: el de memorizar y el de traer a la memoria un recuerdo.Estado de conciencia: vigilia.Comportamiento: Memoria actual y residual. Estados de conciencia extremos o ansiedad desbordada.Substancias que intervienen: Adrenalina y cortico esteroides. STH hormona somatotropa (Hormona del crecimiento).Las producen: Respuesta a estímulos cognitivos.Ruidos o sonidos fuertes y estremecedores, situaciones tensas de júbilo o pánico, físicas o psicológicas, etc.

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Sistemas de posicionamiento de los electrodos superficiales

Aunque hay varios sistemas diferentes (Illinois, Montreal, Aird, Cohn, Lennox, Merlis, Oastaut, Schwab, Marshall, etc), el sistema internacional «Diez-Veinte» es el más utilizado enel momento actual. Para situar los electrodos según este sistema se procede de la forma siguiente:- Se mide la distancia entre el nasion y el inion pasando por el vertex. El 10% de esta distancia sobre el nasion señala el punto Fp (Frontal Polar). El 10% de esta distancia sobre el inionseñala el punto O (Occipital):

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– Entre los puntos FP y O se sitúan otros tres puntos espaciados a intervalos iguales (entre cada dos el 20% de la distancia nasion-inion). Estos tres puntos son, de delante hacia atrás, el Fz (Frontal) el Cz (Central o Vertex) y el Pz (Parietal). No deben confundirse Fz, Cz o Pz cuyos subíndices significan «cero» («zero» en inglés) con la letra «O» referente a los electrodos occipitales.

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– Se mide la distancia entre los puntos preauriculares (situados por delante del pabellón auditivo) pasando por el vertex (Cz). El 10% de esta distancia marca la posición de los puntos temporales mediales, T3 (izquierdo) y T4 (derecho):

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– Un 20% de la medida por encima de los puntos temporales medios se colocan los electrodos C3 (izquierda) y C4 (derecha). El vertex es ahora el punto de intersección entre la línea anteroposterior y la línea coronal lateral:

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– Los electrodos F3 y F4 (Izquierda y derecha, respectivamente) están situados de forma equidistante entre el punto frontal medio (Fz) y la línea de electrodos temporales:

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– Los electrodos P3 y P4 (izquierda y derecha, respectivamente) equidistan entre el punto P medio y la línea de los electrodos temporales:

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– Se mide la distancia entre el punto medio Fp y el punto medio O a través de T3. El 10% de esta distancia a través de Fp corresponde a los electrodos FP1 y FP2. El 10% de esta distancia a través de O corresponde a los electrodos O1 y O2.El electrodo F7 (y el F8) se sitúa equidistante entre los puntos FP1 (ó FP2) y T3 (ó T4).El electrodo T5 (y el T6) se sitúa en la línea media entre T3 (ó T4) y O1 (ó O2):

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- A un 10% de los temporales T3 y T4 se sitúan los electrodos auriculares Al y A2 respectivamente:

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Como regla general, los electrodos del lado izquierdo llevan numeración impar mientras que los del lado derecho la llevan par. Además, como ya se dijo, los electrodos de la línea media reciben el subíndice «z» (por «zero», cero en inglés).La versión europea del sistema presenta ligeras variaciones (fig. sig.). Los electrodos temporales mediales, llamados T3 y T4 se representan como Tm (temporal medial).

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Paralelamente, los electrodos F7 y F8, T5 y T6 son denominados como temporales anteriores Ta (F7 y F8) y temporales posteriores Tp (T5 y T6). Es decir que la versión europea considera los frontales superiores F7 y F8 como temporales anteriores, habiendo así una pequeña diferencia de posición. Los electrodos F3 y F4 son representados como Fs (frontales superiores) y los P3 y P4 como P (parietales). Finalmente los centrales C3 y C4 son representados como CI y CD.Además la versión europea considera dos electrodos más, los mastoideos, colocados junto a las apófisis mastoideas (M).

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Usos del EEG

•Reconocimiento de los distintos tipos de epilepsia.

•Detección, localización y medida de la extensión de la lesión en casos de tumores, hematomas y abcesos.

•Conocer el grado de anestesia durante intervención quirúrgica.

•Estudios sobre el transtornos del sueño.

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Requerimientos

•Sensibilidad: 5 – 200 V

•Respuesta en frecuencia: C.D. – 150 Hz

•Ctes. De tiempo: .01 - .3 - .6 – 1 y 2 seg.

•Filtro pasabajos: 150 – 70 – 30 – 25 y 15 Hz.

•Impedancia de entrada: mínima 1 M

•Rechazo en modo común: >= 100 dB

•Ruido a la entrada: < 1 V