302

magenologa eI ranresolucgundosnilseg

Electrt

Ia acti.+dos sobr(EEG); j

EEG segayes:como epi

, EI EI(vase elbadas delpartir de Iuna corri(cnneo y

flEEG se nkdo habituape, 1958). I= frontal, p =

r0. l , ldr

EEG se conconsistentcon la exr

2. Describir los distintos tipos de mtodos neuroimagenolgicos y explicar susciones.

3. Dferenciar entre negroimgenes estructurales y funcionales.

El captulo 9 describi cmo el campo de la psicoflsiologa ofrece un nmero de

del cuerotcncia es lEEG en tdel cuero cgador inferseales. Ta,ctvacin (ysubcortici

mientas valiosas con las cuales responder a algunas preguntas importantes denhopsicologa; pero existen ciertas preguntas que slo se pueden contestar a travs Sistema Inmedicin direct del cerebro.l El Dresente caDtulo centra la atencin en las

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

El lector podr:

1. Sintetizar los fundamentos y tcncas que se utilzan en la electrofsologfa (p.EEG/PRE).

4. Contrastar las resoluciones temporales y espaciales de los mtodoscos y neuroimagenolgicos.

5. Describir las lmitaciones de la neuroimagenologa como medio para relacionarfuncin v estructura.

seadas para medir la actividad cerebral, ya sea a partir de un registro (electrofisiolglco)tomado desde la superficie (cuero cabelludo) o a partir de seales emitidas en las profim'didades del cerebro. En primer lugar se discuten las tcnicas electrofisiolgicas, ya ttrlsse pueden considerar las precursoras de las tcnicas neuroimagenolgicas ms sofistca'das que se han desarrollado a lo largo de los ltimos 20 aos y que han revolucionadqelestudio fisiolgico del cerebro vivo. Esta discusin se enfoca en la descripcin de esbstcnicas; la parte III ("Aplicaciones") proporciona ejemplos de su uso en la conductnormal y anormal.

cAPfTULo to Neuromagenotogfa 303

,lrca-

se ocupa de la medicin y anlisis de las seales elctricas del ce-Como se discuti en el captulo 3, el cerebro es un sistema elechoqulmico; el

cerebral est asociado con la generacin de electricidad y, por lo tanto,magnticos. La electrofisiologa ofrece descubrimientos nicos acerca del

del cerebro, como tambin es capaz de registrar la actividad neural ende milisegundos. En comparacin, las tcnicas neuroimagenolgicas tienen una

temporal relativamente pobre: slo .son sensibles a seales que abacan se-no milisegundos: gran parte del intes psicolgico tiene lugar en trminos de

no segundos.

(EEG)

actividad elctrica del cerebro se puede registrar mediante la colocacin de electro-sobre el cuero cabelludo, que colectivamente comprenden el electroencefalograma

Berger fue el primero en demostralo en la dcada de 1920. En la actualidad. else utiliza ampliamente en la psicologa experimental, neurofisiologia y-neuroto-

y es una herramienta estrindar de diagnstico para padecimientos neurolgicos talesepilepsia.EEG es sensible a las corrientes inicas que atraviesan las membranas neuronalesel captulo 4); ms especficamente, la fuente del EEG es la sumacin de las en-

r dendticas al interior de la clula, que se integra a [o largo del tiempo, as como ade las diversas enhadas. La carga elctrica fuera de la dendrita ocasiona que fluya

corriente a havs del medio cicundante (tejido cerebral, lquido cerebroespinal,oeo y piel). Cuando llega al cuero cabelludo, la corriente altera el potencial elctricocuero cabelludo debido a la resistencia elctrica del teiido: este cambio en la resis-

es lo que se registra como EEG. En la actualidad, es posible procesar las sealesen trminos de /ocalizacin de fuente: aunque la seal del EEG se registra a partir

cuero cabelludo, se han desarrollado programas analticos que le permiten al invesii-tnferir lafuente generadora, es decir, el lugar del cerebro donde se generaron las

Tales programas de localizacin de fuente permiten que se produzca un mapa devatin cerebral, que de manera indirecta produce una imagen de la actividad cortical

ts

l t

Sistema Intenacional I 0-20

El EEG se mide segn la localizacin de los electrodos sobre el cuero cabelludo. El m-todo habitual para la colocacin de los elechodos es el Sistema Intemacional 10-20 (Jas-per, 1958). Las locilizaciones de los eleckodos se denoLan en eferencia a los lbulos: F-frontal,P=parietal,C=central,J=temporalyO=occipital.Comosemuestraenlafigura 10.1, los nmeros nones se refieren al hemisferio izquierdo y los nmeros pares alhemisferio derecho (Z se refiere a la lnea media).

gico))fun-t qc

itlca-do el

esg$

Iucta

Frecuencias EEG

El EEG se compone de una mezcla de frecuencias elctricas. Estos rangos de frecuencias$pn consistentes con el punto de vista popular de la actividad EEG en cuanto a su rela-cin con la excitacin cortical, que vara del sueo a la actividad intensa (figura 10.2)_

304 PARTE lt Enfooues

l

FIGURA TO.I

Sistema Internaconal l0-20 de electrodos. El "sistema 10-20'. utlzado oara la colocacin de electrodosderiva su nombre de la relacin entre la localizacin de los electrodos y las reas de la corteza. Cada stio delocalzacn tene una letn, que denota el lbulo, y un nmero u otra letra, que denotan el hemsfero. Las

' I c;Py o representan a los lbulos lrontal, temporal, central, partaly occpital, respectivanente; en el

bro no xste un 'lbulo centtal', pero se incluye para propsitos de dentifcacin. Los nmeros pares se r'-'ren al hemilerio derecho, los nmeros nonis.al hemisferio zquerdo y z se refiere a un electrodo colocado. la lnea media. El ' 10-20' se refiere a las distancias entre electrodos (algunos l0%, otros 20%).

Nombre Frecuencia (Hz)0.5 - 3.5

4-7 .5a-12

13-19Beta rDdas 20-30Gamma 30-50Husos de sueo 12-14

Deltamenos de 4 cps

Theta4-8cps

Alfa8-13 cps

Betams de 13 cps

Dormdo Soolento Relajado Aierta

b)

FIGURA IO.2

Cuadro de las distintas frecuencias EEG. El EEG se compone de un nmero de frecuencias diferentety mostradas ).

DettaThetaAlfaBeta lentas

al

Alfa

Ia atdespifrecucin

Beta

Ia actlbetz r

. utilizay emoc

Iheta

La activdad de pblemas epreclsa d

La aiviosueo y esdos aos d

Ei EE(canales detclicas. Lerectocardgenerado pretechoocul(cos tienengeneral, el er diversos tioores). Conitelevantes

con E

at.,2000).Antes de

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o.os. Ede "c

definidas a) l4trol. En ocas

Defta

de las neur,

cAPfTULo 1o Neuroimagenologfa 305

G,

fe-rc-cbre

alfa (8- l2 tlz) se exhibe en la mayora de las personas cuando se encurntrany relajadas. Cerrar los ojos y relajarse produce un aumento en este rango deLa reduccin en actividad alfa (bloqueo alfa) se ha asociado con estimula-

sensorial y actividad mental.

beta (13-50 Hz) tambin se divide en ondas beta lentas (13-19 Hz) y ondasrpidas (20-30 Hz) y ondas gamma (30-50 Hz) ms npidas. Por lo general, beta se

para referirse al rango de 20-30 Hz, que se asocia con activacin tctil, auditiva

ctividad theta (4-8 Hz) se asocia con la ausencia de placer y tambin con una vane-de procesos tales como MOR (moviminto ocular rpido), sueo, solucin de pro-

e hipnosis. Sin ernbargo, serajusto decir que no se comprende bien la naturalezade theta.

delta (0.5-4 Hz) consiste en ondas grandes y lntas que se asocian con ely es la frecuencia predominante en el recin nacido humano durnte los primeros

i aos de su vida. Sin embargo, tambin es evidente en los seres humanos adultos.El EEG est sujeto z tn nrteo de artefaclos que pueden corromper la seal de los

de los electrodos. Estos artefactos provienen de fuentes tanto biolgicas comoLos artefactos biolgicos pueden ser el resultado de la interfrencia de: ) el

(ECG, es decir, el latido del corazn); ) el electromiograma (EMG),por los msculos con ligeros movimientos cercanos a los eleckodos, y c) el

(EOG) ocasionado por el movimiento de los ojos. Los artefactos tc-tienen una variedad de causas (p. ej., frecuencia de alimentacin de 50 [Iz; por lo

;: gener4l, el equipo se alsla de este tipo de fuentes extemas), movimiento de los electrodos:' ydrversos tipos de desperfectos en el equipo @. ej., conexiones sueltas a los amplifica-'

{ores). Con frecuencia se filtran las frecuencias bajas y altas para eliminar influencias[r-relevantes y extemas. Se han desanollado pagtas para el diseo y ejecucin de experi-mentos con EEG a fin de estandarizar las investigaciones enhe laboratorios (p. ej., Pictonet a1.,2000).

Antes de pasar a las respuestas EEG que se han vinculado con eventos psicolgicosCspeccos (p. ej., potenciales evocados), se presenta un emocionante desanollo clnicode la tecnologa EEG.

Pacientes con sndrome de "cautiverio"Imagine que se despertara una maana y, una vez totalrnente consciente, se percatarade que estr totalmente paralizado, sin posibilidad de mover las manos, piemas, boca o,incluso, ojos. Esta perspectiva bastante aterorizante es la realidad de los pacientes consfndrome de "cautiverio": la mente est cautiva dentro del cuerpo y ha perdido todocontol. En ocasiones, este padecimiento es el resultado de una embolia o de una escle-osis de las neuronas motoras del sistema mtor somtico. An peor, no es evidente a los

30 PARte tt Entooues

EEG en t-ecnologa de'cirol men-t'a" ?

clinicos si el paciente se encuentra consciente o en un estado vegetativo; pero elpuede orlos hablar (la experiencia subjetiva de este estado se describe en Bauby, IY bien, cmo podramos comunicamos con estos pacientes? Recuerde: no puedeblar, mover sus dedos o manos para poder escribir, ni siquiera parpadear paraalgn tipo de cdigo de comunicacin; de hecho, cmo es posible siquiera saber siconscientes?

En un notable estudio, se desarrol[ la autorregulacin neural de potencialesfisiolgicos como medio de comunicacin (Birbaumer et a/., 1999). Se utilizaronciales corticales lentos (PCL) y un entrenamiento operante permiti que estas ondascontrolaran de manera consciente; esle control les permite a los pacientes operar upositivo de deletreo que rlueve un cursor sobre una pantalla de video, lo que lesseleccionar letras del alfabeto. La autonegulacin de las respuestas neurales sehaciendo que los pacientes mantengan una esfera dentro de una de dos cajas que drecen en la pantalla. Al principio, sta es una tarea dificil, pero las personasestrategias (p. ej., relajacin, enfoque) para influir en sus ondas cerebrales. Unaciertos aspectos de las ondas cerebrales se conolan de manera consciente, seconectar a un cursor que les permite escribir a los pacientes.

La mayora de las personas pueden lograr la autonegulacin neural conse ha utilizado con una variedad de propsitos: reduccin del estrs, conhol deactividad en nios, control de estados corticales enpacientes esquizofrnicos yestados para lograr un desempeo ptimo de msicos talentosos. En el caso decimientos clnicos, esta forma de control cerebral es un rea importante,relativamente nueva, de medicina conductual; un aspecto significativo es queefectos secundarios de tratamientos medicamentosos. (Un campo relacionado es el"biorretroalimentacin", que por lo general tiene que ver con tcnicas dela regulacin de funciones del sistema nervioso autnomo, como frecuencia onda

seginLa

Potenciales relacionados con eventos @RE) tambinconocidos como potenciales evocados

Ya desde las observaciones de Berger del registro del EEG a travs del cueroha habido inters en la relacin entre los regishos EEG y los procesospotenciales relacionados con eventos (PRE) son respuestas EEG ocasionadassos: estas respuestas proporcionan datos valiosos acerca del procesamientolos eventos psicolgicos. Debido a que la seal de los PRE es dbil enla seal bruta del EEG, es necesario aumentar la proporcin de seal a ruidoun promedio a partir de un gran nmero de ensayos.

pesenfacique ese c

Y &ecuenanaliza de

denomdenon.

Est

Un PR-E contiene un nmero de picos positivos y negativos que setrminos de su oolaridad v latencia (a menudo se denominan componentes del iniciPor ejemplo, un P300 se refiere a un pico positivo con una latencia modal deSe asume que las respuestas iniciales se encuentran mediadas por un anlisismientras que se asume que los picos posteriores tienen un mayor contenido se hace u(p. ej., atencin y anlisis). De manera normal, se asume que la mayora de los I atetr(cuero cabelludo es la sumacin de los potenciales possinpticos de un gran a estlneuronas oue se activan o inhiben de manera sincrnica. Distintasmentales producen diferentes tipos de respuestas. lo que enfatiza parmetrosEntonces, se pueden mostrar las diferencias entre las respuestas obtenidastarea de control v aouellas obtenidas durante una tarea experimental. Lamuestra los componentes de una tpica forma de onda evocada por un estmuloinfrecuente.

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'rial,gicoi delodereri-:sos.unar0.3itlvo

N100

cAPlTuLo 1o Neuoimagenologfa 307

FIGURA f O.I

componentes de la onda PRE.

l l r l l rD)0 10 20 30 40 50

Tempo (ms)

onda PRE consiste en un nmero de distintos "componerites", cada uno de lossegn se piensa, refleja diferentes procesos fisiolgicos y psicolgicos.

sersoriares

presentacin de estmulos evoca un componente muy inicial (menos de 100 ms) y seque este componente es obligatorio, ocasionado por la estimulacin de los nervios

Este componente est influido por panmetros de estmulo tales como inten-

Negativos iniciales

Nl00

Cuando se hace una comparacin entre estmulos atendidos y estmulos desatendidos,los estmulos atendidos se asocian con un PRE ms negativo de entre 100 y 200 ms.En ocasiones, a esto se le llama n egatividad de procesamiento y se pensa que refleja laseleccin a partir de un canal perceptual especfico.

N200

lste componente es sensible a estmulos raros (poco comunes) y se piensa que reflejauna deteccin de desigualdades, por lo que en ocasiones se le denomina como negativi-

308 PARTE tt Enfoques

dad desigual.Tambin se asocia con el reflejo de orientacin potque est implicado en elprocesamiento automtico de eventos sorprendentes (poco comunes)

Los componentes cognoscitivos tardos

P300. Los eventos inesperados relevantes a la tarea que se est llevando a cabo evoca[un amplio P300. Es posible que este componente refleje la actualizacin de la

cin en la memoria simultnea: los eventos inesperados y relevantes deberana una actualizacin de los esquemas de la memoria actual a fin de construir una

sentacin precisa del mundo extemo. Por tanto, se relaciona con la codificacin deestmulos.

N400

Este componente est implicado en el procesamiento semntico Su magnitudcon la naturaleza incongruente de una oracin (p. ej., "tom un trago del vaso",

un trago del ro", "tom un trago del camin"). Tambin se observa un componentegran magnitud en los paradigmas de verificacin de oraciones, ya sea cuando se

una afirmacin falsa (p. ej-, un gato es una planta) o bien una negacin verdadera (p.

un gato no es una planta).

se Ies(estnsospe(conoc.lconsrstriza losdicandcA contifn de ed.istosiodien clatconciencipodra intuna palabtna rnocent

Sehaede reconocanrenoida