TEMA 25 Ritmos Cerebrales Y EEG PDF

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TEMA 25. RITMOS CEREBRALES Y ELECTROENCEFALOGRAMA 1. Ritmos cerebrales La Tierra es un entorno rítmico: la temperatura, las precipitaciones y la luz varían con las estaciones; la luz y la oscuridad intercambian posiciones cada día; las mareas suben y bajan… Los cerebros han desarrollado diversos sistemas para el control rítmico. Los ritmos están por todas partes en el SNC de los mamíferos. Los ritmos abarcan un amplio espectro de frecuencias, desde los más de 100 Hz que pueden alcanzarse en EEG hasta una vez al año (0,00000003 Hz) en el caso de varios comportamientos estacionales.

2. Electroencefalograma (EEG) ¿Qué es el EEG? Etimológicamente “electroencefalograma” significa imagen eléctrica del cerebro”. Es la representación gráfica de la diferencia de voltaje registrada entre dos localizaciones cerebrales, trazada a lo largo del tiempo.

Representa un registro de potenciales eléctricos cerebrales que pueden estudiarse mediante la amplificación de las diferencias de voltaje entre combinaciones de pares de electrodos en canales individuales y mediante la producción de montajes por combinación de dichos electrodos y canales.

¿De dónde provienen las señales del EEG? Para registrar la actividad eléctrica cerebral mediante EEG se requiere: El EEG se obtiene por el proceso de flujo de corriente a través de los tejidos entre el generador eléctrico y el electrodo de registro, que se denomina conducción en volumen. El EEG proporciona una proyección bidimensional de una realidad tridimensional. •

Generador eléctrico-cerebro - El origen de la señal EEG está en las células piramidales grandes de la corteza cerebral, que están orientadas verticalmente, organizadas en columnas. - Como otras neuronas, estas células tienen una carga eléctrica en reposo (potencial de membrana) - Los impulsos que llegan de otras neuronas a través de sinapsis hacen que fluctúe el potencial de reposo. - Se generan potenciales postsinápticos locales relativamente mantenidos que hacen que fluya corriente eléctrica a lo largo de la membrana del cuerpo celular y de las dendritas. - Las dendritas guían el flujo de corriente a través de todo el grosor de la corteza. - Columnas verticales, con cientos de células paralelas, reciben impulsos similares. - Un axón aferente puede contactar con miles de neuronas piramidales corticales.

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Sumación espacial de corrientes eléctricas generadas en la misma dirección en el mismo momento. Las corrientes atraviesan los tejidos hasta que llegan al cuero cabelludo. El tejido atravesado forma un conductor de volumen que modifica enormemente la amplitud y morfología de la señal. La actividad celular de la corteza cerebral está modulada por estructuras profundas como el tálamo o el tronco del encéfalo. Estas estructuras, interactúan con regiones corticales y sincronizan poblaciones de neuronas, participando en la generación de actividades rítmicas del EEG (ritmo alfa, husos de sueño, patrones de crisis epilépticas, brotes de ondas lentas fisiológicas y patológicas).

Electrodos de registro Electroencefalógrafo y unidad de lectura

Factores anatomo-fisiológicos que influyen en la señal EEG •

Las estructuras que originan las señales

La corteza produce “todos” los potenciales registrables en el cuero cabelludo y los sincroniza fundamentalmente en respuesta a aferencias talámicas. Así, ciertas actividades rítmicas, como los husos de sueño, pueden abolirse por lesiones que afecten a la corteza, al tálamo o bien a áreas subcorticales que interrumpan las aferencias talámicas a la corteza. Lesiones en otras estructuras no se ven reflejadas en el EEG. •

El tamaño y el grado de sincronización de la corteza activada

Se requiere que un área de tejido cortical de al menos 6 cm2 esté activada para crear una señal EEG detectable en el cuero cabelludo. La amplitud de la señal EEG depende en gran medida, del grado de sincronización de las neuronas subyacentes. Cuando un grupo de células es excitado simultáneamente, las señales diminutas se suman para generar una señal grande en la superficie. •

La distancia desde generador hasta el electrodo de registro

La amplitud de cualquier señal eléctrica es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre el generador y el electrodo de registro Una descarga epileptógena focal generada en la profundidad de un surco podría no producir un efecto de campo suficiente para ser visualizado en la superficie, pese a la activación síncrona de una gran población de neuronas. Aproximadamente el 70% de la superficie cortical se sitúa en la profundidad de los surcos cerebrales •

La orientación del generador respecto al electrodo de registro

Los electrodos de registro solo “ven” aquellos potenciales que “apuntan” hacia ellos y son conducidos de la superficie cortical al cuero cabelludo. Una descarga epileptógena focal generada en un grupo neuronal orientado de forma paralela a la superficie craneal podría no producir un efecto de campo suficiente para ser visualizado en la superficie, pese a la activación síncrona de una gran población de neuronas. •

Los tejidos interpuestos entre el generador y el electrodo de registro

Las señales EEG se atenúan y modifican su morfología a su paso por estructuras como el hueso, la duramadre y el cuero cabelludo.

Metodología •

Electrodos de registro - Extracraneales: en la superficie del cuero cabelludo. - Intracraneales (invasivos): subdurales y profundos.

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Electroencefalógrafo

Equipo de hasta 256 canales, conectado a una unidad de lectura. Cada canal requiere: -

Amplificadores: ya que la actividad recogida es pequeña (se mide en μV). Filtros: para eliminar actividades muy lentas o muy rápidas que pueden interferir en el análisis.

La señal amplificada y filtrada registrada en cada canal documenta la actividad EEG en una localización determinada a lo largo del tiempo, de forma continua y directa. Esta señal aparece en la pantalla en forma de una gráfica de voltaje frente a tiempo, habitualmente a velocidades de 30 mm/segundo. •

EEG convencional o de rutina - Muestreo de 20 o 30 minutos - Vigilia en reposo con ojos cerrados - Maniobras de reactividad (apertura/cierre ocular, apretar puños) - Técnicas de activación a) Hiperventilación o Desenmascara lentificaciones patológicas – regiones disfuncionantes. o Facilita la aparición de descargas epileptiformes y crisis b) Estimulación luminosa intermitente o Evalúa la presencia de fotosensibilidad en condiciones de laboratorio

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Monitorización EEG de larga duración - Registro de horas-días - Estudios combinados de vigilia y sueño - Maniobras de reactividad más específicas, ajustadas al paciente. - Poligrafía: estudio simultáneo de otras variables biológicas a) Electrocardiograma b) Respiración c) Movimientos oculares d) Oximetría e) Electromiografía

Análisis del EEG A lo largo del tiempo los electroencefalografistas han intentado correlacionar determinadas actividades y patrones del EEG con ciertas funciones, disfunciones o enfermedades del sistema nervioso central, intentando relacionarlos con generadores específicos e integrando datos clínicos y otras pruebas complementarias. La señal electroencefalográfica se relaciona estrechamente con: • • • • • • • • •

El sustrato genético y la plasticidad ontogénica de un individuo La edad (prematuros, neonatos, niños, adultos, ancianos) El estado de vigilancia (despierto, dormido, fases del sueño) El nivel de conciencia (normal, estupor, coma) El grado de atención/concentración Factores homeostáticos y metabólicos (hipoglucemia, hiperventilación, etc.) El estado psicoafectivo (ansiedad, etc.) Determinados estados patológicos (infecciones, traumatismos, crisis, muerte etc.) Otros factores externos (fármacos, anestesia)

¿Qué analiza en EEG? • • • • • • • •

Frecuencia Amplitud Morfología Regularidad de los anteriores parámetros (variable, invariablerítmico) Modo de aparición: continua o intermitente (seudoperiódico o aleatorio), paroxístico o progresivo/evolutivo Topografía – Localización Abundancia – Persistencia Coherencia interhemisférica (áreas homólogas) - Simetría (voltaje, frecuencia) - Sincronía (onda, brote)

Frecuencias del EEG

¿Para qué sirve el EEG? • • •

Es una técnica universalmente reconocida, fácil de obtener y relativamente barata Ayuda a establecer la presencia, la gravedad y la distribución cerebral de trastornos neurológicos Facilita al médico el proceso de selección diagnóstica

Aplicaciones • • • •

Múltiples aplicaciones en la práctica clínica en el diagnóstico, tratamiento y seguimiento de pacientes de cualquier edad Valoración de pacientes con epilepsia, una de las enfermedades neurológicas más prevalentes Se utiliza también de forma rutinaria en pacientes con alteración del estado mental, desde dificultades leves de memoria hasta el coma Es un excelente método de exploración de la función cerebral en enfermos críticos en UCI

El EEG permite valorar •

Maduración cerebral: determinadas actividades se correlacionan con determinadas edades - La actividad de fondo aporta información muy valiosa y precisa sobre la maduración cerebral, sobre todo en menores de 3-4 años. - Existen patrones basales diferentes, con mezcla de distintos tipos de ondas y frecuencias, cuya proporción y distribución varían en función de la edad. - La ausencia/lentificación de determinadas actividades o ritmos específicos para cada edad puede relacionarse con un retraso madurativo.

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El grado de sincronización interhemisférica de determinados grafoelementos también aporta información.

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Función cerebral: estudiando la presencia, supresión o lentificación de actividades fisiológicas - La actividad de fondo aporta información sobre el estado de la función cerebral. - La presencia de determinadas actividades fisiológicas suele reflejar un correcto funcionamiento de las estructuras que las generan. - En niños mayores y adolescentes Ritmo mu a 7-11 Hz centro-parietal. Se bloquea con contracción de mano contralateral. - Ritmo alfa parieto-occipital con ojos cerrados y Ondas lambda occipitales con ojos abiertos mirando imágenes de colores, patrones. La asimetría o supresión de determinadas actividades fisiológicas suele reflejar una lesión en las estructuras que las generan. - La lentificación de determinados ritmos fisiológicos suele reflejar un deterioro de funciones corticales, transitorio o crónico. Dicha lentificación puede aparecer de forma intermitente o continua, y localizarse de forma regional, hemisférica o generalizada.

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Presencia de actividad epileptógena: anomalías epileptiformes, patrones de crisis epilépticas

3. Crisis epilépticas Una crisis epiléptica es la aparición transitoria de signos y/o síntomas debidos a una actividad neuronal excesiva o síncrona anormal en el cerebro (Definición de la Liga Internacional Contra la Epilepsia – ILAE). Las manifestaciones comportamentales de una crisis dependen de las neuronas involucradas y sus patrones de actividad. La epilepsia es un trastorno del cerebro caracterizado por una predisposición mantenida para generar crisis epilépticas y por las consecuencias neurobiológicas, cognitivas, psicológicas y sociales asociadas a esta situación. La definición de epilepsia requiere la ocurrencia de al menos una crisis epiléptica (Definición de la Liga Internacional Contra la Epilepsia – ILAE). La epilepsia es más un síntoma de una enfermedad que una enfermedad en sí misma. En ocasiones se puede identificar sus causas (tumores, traumatismos, disfunciones metabólicas, infecciones, enfermedades vasculares y trastornos genéticos) pero otras veces la causa de la epilepsia es desconocida....