FÍSICA CEREBRAL: SEÑALES ELÉCTRICAS DEL CEREBRO

1. Introducción

El método más sencillo de registrar y estudiar las señales eléctricas de la actividad del cerebro humano es utilizando el electroencefalograma (EEG).

EL Procedimiento para obtener un registro encefalográfico, es conectando alambres a la superficie del cráneo para registrar la actividad eléctrica (voltaje) generada por el cerebro. Dado que en la escala de micro voltios (millonésima de voltio) las señales son débiles, se les amplificó o computarizó para ser registrados en tinta sobre un papel móvil.

Catón, científico inglés, que trabajaba el año de 1895 con animales no humanos anestesiados, informó que los cerebros presentaban variaciones del voltaje.

Hans Berger (1929) realizó el primer registro significativo de un EEG en un sujeto humano. Colocó grandes discos metálicos en la cabeza de un voluntario y los conectó a un mecanismo primitivo de registro, un galvanómetro. En su primer trabajo publicado el año de 1929, anotaba Berger que en un adulto en estado de

relajación habían secuencias regulares de ondas, de un ritmo aproximado de 10 ondas por segundo, denominándolas Ondas Alfa. Estas se representaban cuando el sujeto se encontraba con los ojos cerrados y en estado de relajación. Asimismo advirtió, la existencia de ondas de menor anplitud y de mayor frecuencia, de 18 a 50 ciclos por segundo, a las cuales puso por nombre Ondas Beta.

La actividad eléctrica promedio del encéfalo es casi la centésima parte de la actividad cardíaca Por esta razón se requieren de amplificadores de gran estabilidad y sensibilidad, para obtener un registro sin distorsión de la actividad encefálica.

Los potenciales de acción que registran en su EEG, aparecen en forma de ondas con una :frecuencia que van de 1 a 100 ciclos por segundo, y con una amplitud que oscila desde O a 300 microvoltios.

2. Tipos de Ondas Cerebrales

Las ondulaciones de los trazos eléctricos se denomina Ondas Cerebrales y el registro completo constituye el Electroencefalograma Las ondas registradas se deben a los cambios de polarización que ocurren en las terminaciones sinápticas corticales excitatorias e inhibitorias de las neuronas.

En la mayor parte del tiempo, las ondas son asincrónicas y no se puede distinguir en el EEG ningún patrón general; sin embargo otras veces pueden aparecer patrones característicos. Algunos de ellos se asocian con anomalías especificas del cerebro, como son las epilepsias y otros trastornos así como pueden presentarse en individuos normales.

Se tiene los siguientes tipos de ondas:

2.1 Las Ondas Alfa

Corresponden al 80% de la totalidad de ondas cerebrales. Fueron observadas y registradas en un EEG por Berger en un cerebro humano el año de 1929. Se presentan cuando el sujeto está despierto, con ojos cerrados y físicamente relajado.

Corresponden a una frecuencia de 8 a 12 ciclos por segundo y se presentan en regiones cerebrales distantes de los lóbulos frontal, parietal, occipital y temporal.

Las Ondas Alfa pueden registrarse en personas que tengan más de 8 ai1os de edad Cuanto mayor sea el grado de relajación y comodidad con que sienta el sujeto, tanto mayor es la dimensión y prominencia de las Ondas Alfa Es interesante el hecho de que en algunas personas no se determinan claramente Ondas Alfa, aunque en la mayoría están presentes.

Durante un EEG que se despliegan las Ondas Alfa, un sobresalto inesperado o un alertamiento repentino del sujeto hace detener las Ondas Alfa. A este cambio se le denomina BLOQUEO ALFA. También se puede provocar este bloqueo proyectando una luz a los ojos del sujeto, desaparecen las Ondas Alfa y aparecen las Ondas Beta A este cambio bioeléctrico se le conoce con el nombre de Respuesta de Despertamiento.

El desarrollo intelectual estaría en relación al porcentaje de ondas Alfa que genere el sujeto y su patología estaría determinada por su ausencia o variaciones en la frecuencia, amplitud o localización en las regiones.

2.2 Las Ondas Beta y Gamma:

Las Ondas Beta según Berger son rápidas y de bajo voltaje . Tienen una frecuencia de (8 a 30 ciclos por segundo y una amplitud que va de 5 a 10 microvoltios. Estas ondas se presentan cuando el sujeto se encuentra en un mayor estado de despertamiento o alerta Corticalmente se localizan en la región precentral o motora del encéfalo.

Las Ondas Gamma, son más rápidas y de menor voltaje que las Ondas Beta.

Según Jasper, les corresponde una frecuencia que va de 30 a 50 ciclos por segundo y una amplitud que va entre 1 a 5 microvoltios. El estado del sujeto en que se presentan estas ondas Beta corresponden al sujeto, despierto y con ojos abiertos. La alteración de su frecuencia , amplitud o localización; son síntomas de anormalidad.

2.3 Las Ondas Delta

Las Ondas Delta, son muy lentas, de gran magnitud. Se presentan en estado de sueño. Tienen una frecuencia de 0.5 a 4 ciclos por segundo y una amplitud de 100 a 200 microvoltios. Como este tipo de ondas tienen que ver con la inhibición fisiológica, compromete su localización a todos los lóbulos corticales. Su patología está determinada por las variaciones de frecuencia, amplitud y estado en que se encuentra al sujeto.

2.4 Las Ondas Theta (Zeta)

Las ondas Theta, son ligeramente más lentas que las Ondas Alfa. Tienen una frecuencia de 5 a 7 ciclos por segundo y una amplitud de 50 microvoltios. Se presentan cuando el sujeto está despierto, emocionado o en estrés. Se las puede observar particularmente en las regiones temporales y frontal de la cabeza y son especialmente prominentes en los adolescentes y en los niños.

También suelen presentarse en la región hipocámpica y en otras partes del denominado Sistema Límbico. Tiene relación inversa con las Ondas Alfa. Cuando las alfas se bloquean se intensifican las ondas del Hipocampo. Un aspecto interesante de las ondas Theta consiste en que parecen ser mucho más comunes en los niños que tienen desórdenes conductuales.

2.5 Las Ondas Kapa

Estas ondas fueron descubiertas el afio de 1984 por J.L. Kennedy y asociados. Se localizan en las sienes (lóbulos temporales) y se presentan cuando las personas están cumpliendo procesos intelectuales. Tienen lUl frecuencia de 8 a 12 ciclos por segundo, igual que las ondas Alfa, suelen presentarse en brotes fusifonnes. Su amplitud está entre 20 a 50 microvoltios. Aumentan cuando el sujeto está leyendo, realizando operaciones aritméticas, memorizando, resolviendo problemas. Se relaciona con el movimiento de los ojos, aunque en otros casos se presentan en ausencia de movimientos oculares.

3. Ondas Cerebrales como Indicadoras de Lesión Cerebral

Al EEG puede utilizarse para detectar la Epilepsia Focal y la presencia de lesiones agudas del cerebro. La frecuencia, amplitud y forma de las Ondas; no indican si la lesión es traumática, vascular, neoplásica, infecciosa o degenerativa

Las Ondas lentas en el EEG significan simplemente que existe una disfunción, que está generalizada o que tiene una localización dada. En la epilepsia, durante la fase tónica aparecen las ondas de espiga u ondas rítmicas rápidas, algunas veces acompañadas de elementos hipersincrónicos en todo el cerebro.

En la fase clónica, las ondas son lentas de corta duración y sincronizadas. Durante la fase comatosa, que sigue al ataque, el EEG se caracteriza por presentar ondas lentas, difusas y en espiga El ataque dura propiamente de uno a cinco minutos.

El EEG también puede registrar una trombosis cerebral, una embolia cerebral, una hematoma subdural , una encefalopatía hipertensiva, una trombosis carotídea, localizar tumores cerebrales o diagnosticar ciertos tipos de trastornos psicopáticos, que muestran patrones característicos de ondas cerebrales.

Los Trastornos cerebrales pueden localizarse de dos maneras. Algunos son tan grandes que bloquean la actividad eléctrica de cierta porción del cerebro; en tal caso, la intensidad de las ondas cerebrales disminuye considerablemente en la región del tumor al ser comprimidas las neuronas, provocando una excitación eléctrica anómala en las zonas que lo rodean, produciéndose así descargas sincrónicas de ondas de gran voltaje en el EEG.

4. Interpretación del Electroencéfalograma

Para interpretar un EEG , debe hacerse de acuerdo a la frecuencia, amplitud, forma y localización de las ondas cerebrales. Se tienen los siguientes sistemas de interpretación:

4.1 El Sistema Davis

Los registros EEG se valoran de I a V grados, sobre la base de la estabilidad del Patrón I.

Al grado I, le corresponde un tipo de patrón normal, estable, con una frecuencia y amplitud dentro de límites bastantes estrechos y sin transiciones violentas.

Al grado II, le corresponde registros normales ligeramente menos estables que los del Grado I

El Grado III , algún trazo de EEG puede estar exagerado aunque no puede ser considerado anormal por sí mismo.

El Grado IV, el trazo es disrítmico y sospechoso y en el cual las anormalidades son claras.

En el Grado V, los trazos revelan disritmias anormales bien reconocidas, corno las que se encuentran en la epilepsia

4.2. Sistema Gibbs

Torna en cuenta en los registros la frecuencia, amplitud dominante o forma de la onda significativa presente.

Un trazo inferior a 12 ciclos por segundo y menos de 15 mv es considerado lento, incluso pueden ser moderadamente lentos (L-1) o muy lentos (L-2). Si hay mucha actividad con una frecuencia mayor a 12 ciclos por segundo y un voltaje de más de 15 mv, el registro se clasifica como rápido, subdividiéndose igualmente en moderadamente rápido (R-1) y muy rápido (R-2).

4.3 Sistema Jasper y Colaboradores

Toma en cuenta la localización y las formas anormales de las ondas. Si se localizan las ondas unilateralmente o están bilateralmente sincronizadas, si son difusas, podemos hablar de anormalidad.

Se ha observado que el uso de electrodos nasofaríngeos insertados en la nariz, puede obtener una información adicional referente a la actividad eléctrica de la base del encéfalo y puede servir como electrodo de referencia o localización.

Bibliografia

Salas, J. (2004). Neuropsicología. Perú

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