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UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE BOGOTÁ FACULTAD MEDICINA MEDICINA
LABORATORIO ELECTROENCEFALOGRAFÍA
INTEGRANTES CATALINA SÁNCHEZ FANDIÑO PAOLA ANDREA SANTAMARÍA LOSADA HECTOR JAVIER SERRANO BLANCO JUAN SEBASTIÁN SUÁREZ NIÑO ARANZA HELENA TAFUR BORRERO NICOLÁS TAVERA SOLANO LUISA FERNANDA TORO TORRES NICOLAS ARNULFO TORRES MUÑOZ
CÓD. 25523087 CÓD. 25523162 CÓD. 25523132 CÓD. 25523158 CÓD. 25523163 CÓD. 25523169 CÓD. 25523124 CÓD. 25523194
ING. JUAN CARLOS LIZARAZO (DOCENTE)
FISIOLOGÍA I BOGOTÁ D.C. 2015
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TABLA DE CONTENIDO 1. Introducción 2. Objetivos 2.1. General 2.2. Específicos 3. Antecedentes históricos 4. Marco teórico 5. Materiales 6. Metodología 7. Análisis de resultados 8. Conclusiones 9. Referencias
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TABLA DE CONTENIDO 1. Introducción 2. Objetivos 2.1. General 2.2. Específicos 3. Antecedentes históricos 4. Marco teórico 5. Materiales 6. Metodología 7. Análisis de resultados 8. Conclusiones 9. Referencias
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INTRODUCCIÓN En el siguiente documento se dan a conocer el análisis y los resultados de la primera práctica de laboratorio llevada a cabo en la asignatura “fisiología I”, la cual gira en entorno a la electroencefalografía (EEG). La electroencefalografía es una técnica utilizada para registrar la actividad eléctrica del cerebro, específicamente de las redes neuronales, mediante el uso de electrodos ubicados en el cuero cabelludo o la piel de la frente, que proporcionan una visión de los potenciales eléctricos que se transmiten al interior del cerebro. El registro varía según la posición de los electrodos y la estimulación dada al paciente. La EEG es una técnica no invasiva y silenciosa que es sensible a la actividad neuronal. Su resolución temporal está determinada por el hardware pero típicamente mide el voltaje entre 1 y 3 milisegundos. Esto supone una buena resolución temporal. Sin embargo, la EEG tiene una resolución espacial muy limitada (al número de electrodos) y no ofrece datos fiables de las partes más internas del cerebro. La actividad eléctrica del cerebro tiene un cierto número de ondas por segundo (frecuencias) que son normales para niveles diferentes de conciencia. Por ejemplo, las ondas cerebrales son más rápidas cuando uno está despierto y más lentas en ciertas etapas del sueño. El electroencefalograma también es especialmente útil para el diagnóstico de un paciente con sospecha de epilepsia. Cuando el EEG demuestra la existencia de una actividad eléctrica rítmica anormal que empieza y acaba bruscamente, lo que se denomina actividad eléctrica convulsiva, el diagnóstico es claro y evidente. Algunas de las ventajas que tiene la EEG son el costo y la poca dificultad de ejecución. El costo de la EEG comparado con otras técnicas es bajo, puesto que no es necesaria una gran cantidad de herramientas para llevarlo a cabo y en tanto a la dificultad de ejecución es relativamente fácil por las pocas exigencias para desarrollar la técnica.
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OBJETIVOS DE LABORATORIO Objetivo general: Analizar los fenómenos eléctricos que se dan en el cerebro usando la Electroencefalografía como base para el estudio fisiológico mediante la revisión y análisis del electroencefalograma, logrando así la identificación de diferentes ondas con su respectiva frecuencia dependiendo del estado y la estimulación del paciente.
Objetivos específicos:
Analizar cómo resultan afectadas las ondas con el movimiento ocular y qué diferencia presentan con las registradas en estado de vigilia de la persona en un ambiente tranquilo. Observar que tipo de anormalidades se presentan en el registro mientras el paciente abre y cierra los ojos consecutivamente en un periodo de tiempo largo y con reposo. Interpretar de qué manera se alteran las ondas cuando el paciente se encuentra realizando alguna función mental de alta concentración. Identificar el cambio en el registro de las ondas cuando se estimula al voluntario con música clásica y música fuerte, haciendo cambios en el volumen de esta. Entender cual es la función, utilidad y de qué manera se lleva a cabo un EEG.
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ANTECENDENTES HISTORICOS A finales del siglo 19 y comienzos del 20 la guerra fue un determinante para que se iniciaran los experimentos de actividad cerebral al explorar el cerebro humano por vez primera a niveles eléctricos, inclusive realizando los primeros experimentos sobre cerebros abiertos. Mediante corriente galvánica los médicos militares prusianos Fritsch y Hitzig estimularon áreas laterales del cerebro y observaron el movimiento de ciertas estructuras en el lado opuesto. R. Carton confirmó que el cerebro producía también corrientes electricas como lo hacía el nervio y el músculo, experimentando con la corriente farádica. En 1913, Prawdwicz y Neminski hicieron lo que llamaron un “electrocerebrograma” de un perro, clasificando los resultados de su invención. Hans Berger descubrió que el cerebro producía ciertas señales, que se alteraban en su amplitud y frecuencia cuando el sujeto de investigación abría los ojos o resolvía un problema mentalmente, registrado con un artefacto que amplifica las señales obtenidas por el EEG, utilizando las técnicas de Adrian y Matthews. A estos ritmos se les llamó Ritmos de Berger. La actividad eléctrica de fondo del encéfalo en animales no anestesiados se describió por primera vez en el siglo XIX. Luego el psiquiatra alemán Hans Berger la analizó de manera sistemática e introdujo el término electroencefalograma (EEG) para referirse al registro de las variaciones en el potencial del cerebro (ondas cerebrales, y el registro en su integridad). El electroencefalograma puede registrarse con electrodos en el cuero cabelludo con el cráneo intacto o con electrodos sobre o dentro del cerebro. El término electrocorticograma (ECoG) se aplica al registro obtenido con electrodos sobre la superficie pial de la corteza.
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MARCO TEÓRICO Electroencefalograma (EEG) El psiquiatra alemn, ans erger introduo el trmino electroencefalograma para referirse al registro de las variaciones en el potencial del cerebro l electroencefalograma puede registrarse con electrodos en el cuero cabelludo con el crneo intacto o con electrodos sobre o dentro del cerebro. Los registros del electroencefalograma pueden ser bipolares o unipolares. Los registros bipolares muestran fluctuaciones en la diferencia de potencial entre dos electrodos corticales; los registros unipolares muestran la diferencia de potencial entre un electrodo cortical un electrodo en teoría indiferente que est en alguna parte del cuerpo distante de la cortea Electrocorticograma (ECoG) Es la práctica de utilizar electrodos colocados directamente sobre la superficie expuesta del cerebro para registrar la actividad eléctrica de la corteza cerebral. ECoG se realiza ya sea en el quirófano durante la cirugía (ECoG intraoperatoria) o fuera de la cirugía (ECoG extraoperatoria). Debido a que una craneotomía (una incisión quirúrgica en el cráneo) es necesaria para implantar la red de electrodos, ECoG es un procedimiento invasivo. ECoG es actualmente considerado como el sistema estándar para definir las zonas epileptogénica en la práctica Dipolos Corticales a relacin clula-dendrita es la de un dipolo en constante cambio l fluo de corriente en este dipolo produce fluctuaciones de potencial similares a una onda en un conduc- tor de volumen uando la suma de la actividad den- drítica es negativa con respecto a la clula, esta ltima se halla despolariada e hiperecitable cuando es positiva, la clula est hiperpolariada es menos excitable.
Sueño El sueño se define como el estado de inconsciencia del que puede ser despertada una persona mediante estímulos sensitivos o de otro tipo. Hay que distinguirlo del coma, que es el estado de inconsciencia. El sueño está integrado por múltiples fases, desde el más ligero hasta el más profundo. Sueño de ondas lentas: debido a que en esta clase las ondas cerebrales son muy potentes y su frecuencia muy lenta.
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Sueño de movimientos oculares rápidos (sueño REM, por su denominación en inglés rapid eye movement), porque los ojos experimentan unos movimientos rápidos pese al hecho de que la persona todavía está dormida.
Ondas Cerebrales Los registros eléctricos dados en la superficie cerebral o incluso en la superficie de la cabeza dan como resultado actividad eléctrica constante en el encéfalo. Tanto la intensidad como los patrones son determinados por el grado de excitación que presentan sus componentes como consecuencia del sueño, la vigilia o enfermedades cerebrales como la epilepsia o incluso las psicosis. El carácter de las ondas depende del grado de actividad en las porciones respectivas de la corteza cerebral, con sensibles variaciones entre los estados de vigilia y de sueño y coma. En las personas sanas, la maoría de las ondas del pueden clasificarse como ondas: α, β, θ, δ Ondas (Alfa α)
En los seres humanos adultos despiertos, pero en reposo con la mente libre y los oos cerrados, el componente principal del electroencefalograma es un patrn bastante regular de ondas con una frecuencia de a amplitud de a cuando se registran en el cuero cabelludo ste patrn es el ritmo α ste es ms prominente en los lbulos parietal occipital, se relaciona con niveles baos de atencin Ondas (Beta β)
Las ondas Beta son oscilaciones electromagnéticas en el rango más alto de frecuencia (13 Hz 30 Hz) que se detectan en el cerebro humano a través de un electroencefalograma. Están asociadas con etapas de sueño nulo, donde se está despierto y consciente. Bloqueo α
uando la atencin se enfoca en algo, el ritmo α cambia a una actividad β ste fenmeno se llama bloqueo α puede producirse con cualquier forma de estimulacin sensitiva o concentracin mental, como la solucin de problemas matemticos tro trmino para este fenmeno es ecitacin o respuesta de alerta, a que se relaciona con el estado ecitado, de alerta ambin se le ha llamado desincroniacin
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Ondas (Delta δ)
Son oscilaciones, resultado de la representación de la actividad cerebral frente al tiempo, éstas, dada su naturaleza, presentan una periodicidad, su rango de frecuencias es de 1-3 Hz. Estas ondas son detectadas en el cerebro humano a través de un electroencefalograma. Normalmente están asociadas con etapas de sueño profundo. Ondas (Theta Θ)
Oscilaciones electromagnéticas en el rango de frecuencias de 3.5 y 7.5 Hz que se detectan en el cerebro humano a través de un electroencefalograma. Normalmente están asociadas con las primeras etapas de sueño, fases 1 y 2. Se generan tras la interacción entre los lóbulos temporal y frontal. Ondas (Gamma ɣ)
Son un patrón de oscilación neuronal que tiene lugar en los seres humanos, cuya frecuencia oscila entre los 25 y los 100 Hz,aunque su presentación más habitual es a 40 Hz.Se ha teorizado que las ondas gamma podrían estar implicadas en el proceso de percepción consciente, pero no hay acuerdo unánime al respecto. ueo on omentos Oulaes dos ()
e llama así por los movimientos oculares característicos que ocurren durante esta etapa del sueo ueo sn () o de Ondas entas
Se divide en cuatro etapas. Una persona que se queda dormida entra primero a la etapa , aparece un patrn electroencefalo- grfico con voltae bao frecuencia mita n esta etapa temprana del sueo de ondas lentas, puede verse el ritmo θ a urante todo el sueo sin movimientos oculares rpidos, se observa alguna actividad del msculo esqueltico, pero no ha movimientos oculares a etapa est marcada por la aparicin de ondas sinusoidales llamadas husos del sueo a ondas bifsicas ocasionales de alto voltae denominadas complejos K. En la etapa , un ritmo δ de gran amplitud a domina las ondas electroencefalogrficas n la etapa , se ve la mima disminucin en la velocidad, con ondas grandes or tanto, las características del sueo profundo corresponden a un patrn de ondas lentas rítmicas, lo cual indica sincroniacin marcada a veces esto se llama sueño de ondas lentas.
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Circuito Talamocortical Se cree que un circuito que vincula la corteza con el tálamo es importante para generar patrones de actividad cerebral en estados de sueo-vigilia, el cual se supone participa en generar actividad rítmica as neuronas reticulares talmicas inhibitorias son elementos de esta red n el estado de vigilia, las redes corticocortical y talamocortical generan actividad rítmica de mayor frecuencia (30- , ritmo γ ste ritmo puede generarse en las clulas las redes de la cortea cerebral o dentro de los ciclos talamocorticales e ha sugerido que el ritmo γ es un mecanismo para “vincular” la informacin sensitiva diversa en una sola percepcin accin, pero esta teoría todavía es causa de controversia
Ritmos Circadianos a maoría de las clulas de plantas animales tiene fluctuaciones rítmicas en su funcin con un ciclo circadiano n situaciones normales se encauan, es decir, se sincronian con el ciclo díanoche del entorno i no lo hacen, se desfasan cada ve ms del ciclo lu-oscuridad n la maoría de los casos, el proceso de encauamiento depende de los ncleos supraquiasmticos N situados a ambos lados por arriba del quiasma ptico fig - stos ncleos reciben informacin sobre el ciclo lu-oscuridad por una vía neural especial, las fibras retinohipotalmicas as eferentes de los ncleos supraquiasmticos emiten seales neurales humorales, las cuales encauan gran variedad de ritmos circadianos bien conocidos, incluido el ciclo de sueo-vigilia la secrecin de la hormona pineal melatonina
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Anatomía del Encéfalo El encéfalo está contenido dentro de una bóveda ósea llamada cráneo, siendo la parte más voluminosa del Sistema Nervioso Central (SNC), que continúa en la médula espinal, contenida dentro de la columna vertebral, y se divide en los nervios sensitivos y motores que van a inervar el cuerpo. Los nervios sensitivos llevan de las distintas zonas del cuerpo la información sensorial al encéfalo y los nervios motores llevan la orden de movimiento del cerebro al los músculos, es decir control muscular. El encéfalo se divide en cerebro, tallo cerebral y cerebelo El tallo cerebral es el puente que hay entre el córtex cerebral, el cerebelo y la médula espinal. Evolutivamente hablando es la estructura más antigua del encéfalo. Controla los ritmos cardiacos, respiratorios, y en esta estructura se da la integración del sistema reticular. El cerebelo se encuentra posterior al tallo cerebral e inferoposterior al cerebro. Es el que coordina los movimientos voluntarios y mantiene el equilibrio. Realiza la función de filtro pasa bajo para que los movimientos no sean espasmódicos. El cerebro es la parte más evolucionada del encéfalo y en él está localizada las funciones cognitivas del sistema nervioso. Posee dos hemisferios que se relacionan con las partes opuestas del cuerpo. La superficie expuesta del hemisferio se relacionan con el córtex y en ella se recibe la información sensorial. Las capas más profundas están formadas por axones y núcleos celulares. Lóbulos cerebrales Cada hemisferio cerebral se subdivide en 4 lóbulos. Los lóbulos se denominan según los huesos que los cubren: frontal, parietal, occipital y temporal. El surco central, o cisura de Rolando, separa el lóbulo frontal del lóbulo parietal. Un giro Mayor, el precentral, situado inmediatamente delante del surco central, contiene el área motora primaria de corteza cerebral. Otro giro mayor, el poscentral, que se localiza inmediatamente por detrás del surco central, contiene el área somato-sensitiva primaria de la corteza cerebral. El surco cerebral lateral, o cisura de Silvio, separa el lóbulo frontal del lóbulo temporal. El surco parietooccipital separa el lóbulo parietal del lóbulo occipital. Una quinta parte del cerebro, la ínsula, no se puede ver en la superficie del encéfalo porque está por dentro del surco cerebral lateral, en la profundidad de los lóbulos parietal, frontal y temporal.
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Corteza cerebral La subdivisión más importante del encéfalo es la corteza cerebral, que contiene unos 9 de los 12 billones de neuronas que hay en el cerebro humano. La corteza es en realidad una capa más bien fina de neuronas situada en la periferia del cerebro que contiene muchas fisuras o pliegues entrantes para dar una mayor área superficial. Algunas de las fisuras más profundas, llamadas también surcos se utilizan como límites para dividir la corteza en ciertos lóbulos. 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. 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 Justo delante del surco central está el lóbulo frontal, donde se encuentran las principales neuronas motoras que van a los distintos músculos del cuerpo. Las neuronas motoras también están distribuidas en la superficie de la corteza de una forma similar a las neuronas sensitivas. La situación de las distintas funciones motoras también se puede representar con un homúnculo igualmente boca abajo pero proporcionado según el grado de control muscular ofrecido por cada parte del organismo. La figura 4 muestra el homúnculo sensor y e1 homúnculo motor, que representan la distribución espacial en la superficie cortical de las funciones sensitivas y motoras. En cada caso, en la figura se muestra sólo la mitad del cerebro seccionado transversalmente por la región indicada. La parte delantera del cerebro llamada a veces lóbulo prefrontal, contiene neuronas para algunas funciones de control motor especiales, incluyendo el control de movimiento de los ojos. El lóbulo occipital está muy hacia atrás de la cabeza, sobre el cerebelo. El lóbulo occipital contiene la corteza visual donde se proyectan en una representación geográfica las formas obtenidas en la retina. La entrada sensitiva auditiva se puede seguir hasta los lóbulo temporales de la corteza,
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situados justo por encima de los oídos. Las neuronas que responden a las distintas frecuencias de la entrada de sonido se encuentran dispersas por toda la región, estando situadas las frecuencias más altas hacia la parte delantera y las más bajas hacia la parte trasera. El olfato y el gusto no tienen situaciones específicas sobre la corteza cerebral, aunque en la percepción del olor interviene un bulbo cercano al centro del cerebro. La corteza cerebral tiene muchas áreas que no son ni sensitivas ni motoras. En el hombre, esto sucede en la mayor parte de la corteza. Muchos científicos creen que estas áreas, denominadas áreas de asociación están involucradas en la integración o asociación de las distintas entradas para producir las respuestas de salida apropiadas y transmitirlas a las neuronas motoras para controlar el organismo. El tejido nervioso presenta como una de sus funciones básicas la capacidad de generar potenciales eléctricos que son la base de la excitabilidad del organismo. Para comprender la forma en que se generan estos potenciales es preciso un conocimiento de la estructura y las conexiones de aquellas partes del cerebro que los originan. En rigor, todo el sistema nervioso posee capacidad electrogénica. Sin embargo, para los propósitos del EEG bastará con considerar la corteza cerebral y las regiones directamente relacionadas con ella. Histológicamente, la neocorteza está constituida por seis capas celulares: (fig. 5) 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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MATERIALES EEG ELECTRODOS PLANOS: Ellos destacan un agujero en la cima para la inyección de electrolito. Puede ser usado para estudios de EMG Y EEG. Un extremo se adapta al electrodo y el otro extremo se conecta al Cable BIO AMP de 5 derivaciones
CABLE BIO AMP DE 5 DERIVACIONES: Adecuado para su uso con cables conductores del MLA2505 blindado 'Snap On' ( 5 pack) , el FE135 Dual Bio Amp y cualquier PowerLab con un built-in de doble amplificador bio c omo el PowerLab 4 / 26T o PowerLab 15T
CABLE DE ALIMENTACIÓN: es el encargado de permitir el paso de corriente entre la toma de corriente y el dispositivo Powerlab 26 T, si este
POWER LAB 26T: es una unidad de grabación de datos integrada con un doble Amp Bio, un estimulador aislado, entrada de disparo y dos salidas analógicas independientes (no aislado). El ML856 ofrece la opción de hasta cuatro entradas generales DIN. Con transductores y accesorios apropiados el 26T PowerLab cubre los requisitos generales de experimentación en la educación en ciencias biológicas.
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AUDIFONOS/AURICULARES: Dispositivo electrónico usado para amplificar, reducir y reproducir diferentes frecuencias de sonido y así obtener una mejor comunicación. No hace parte del kit del Power Lab. Se coloca alrededor de las orejas para que permita el paso correcto del sonido, en este caso canciones, a través del oído, para así estimular el cerebro.
PAÑOS DE ALGODÓN AL 70% DE ALCOHOL: Con ellos se limpia la zona en donde los electrodos van a ser colocados al paciente. Se retira grasa, shampoo y otras sustancias que interfieran con el registro de ondas. Es solo para uso externo.
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METODOLOGÍA 1. Se conformaron los grupos de trabajos en las mesas indicadas, en este caso la mesa #5
Se atendieron las explicaciones previas del Profesor Ingeniero y se dispuso a utilizar el 2. computador HP
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Se abre el programa LabTutor y se ubica el laboratorio correspondiente, en este caso 3. EEG.
4.
Se lee y detalladamente las instrucciones dadas para colocar los electrodos correctamente
Se ajusta cada EEG electrodo plano al Cable BIO AMP como se muestra en la imagen 5. anterior.
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6.
Se aplica el gel superconductor o electrolito al electrodo
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Se limpia la zona donde va a ser colocado el electrodo y se dispone a pegarlo.
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Ejercicio 1: Reconocimiento de artefactos. Se observan las gráficas obtenidas por cada 8. uno de los filtros (Alfa, Beta, Gama, Delta) con el paciente previamente conectado.
Análisis Artefactos del EEG: Se analizan las gráficas 9. obtenidas, buscando ondas que excedan los 50 microvoltios que pueden ser producto del parpadeo de los ojos o del movimiento ocular para ser descartadas ya que interfieren en el correcto análisis de los resultados.
Ejercicio 2: Ritmos Alfa y Beta 10. En este ejercicio se analiza el cambio de las gráficas dependiendo de si el voluntario tiene los ojos abiertos o cerrados. El voluntario debe estar relajado y tranquilo. Se le pedirá que permanezca 30 seg con ojos cerrados y 30 seg abiertos
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Análisis de Ritmos Alfa y Beta 11. Se analizan las gráficas buscando diferencias entre la actividad eléctrica de los ojos cerrados y los ojos abiertos en cada una de las ondas (Alfa, Beta, Gama) y los valores correspondientes de frecuencia y amplitud. Estos valores se ingresan en una tabla del informe.
Ejercicio 3: Efectos de la actividad mental. En este ejercicio se analiza la actividad 12. mental mientras la voluntaria realiza un ejercicio aritmético, en este caso restar consecutivamente 7 desde el número 100, con los ojos cerrados.
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Análisis de La Actividad Mental: Se analiza el cambio de las ondas en el estado 13. matemático y no matemático.
Ejercicio 4: Estimulación auditiva 14. En este ejercicio se analizan los efectos que tiene la estimulación musical en las ondas Alfa y Beta con música de ritmo suave e intenso, en este caso rock y metal, con volumen bajo y alto, mientras el voluntario tiene los ojos cerrados.
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Análisis Estimulación Auditiva: Finalmente, luego de obtener las ondas para cada tipo de 15. música y volumen se selecciona una parte de la gráfica, que represente la actividad eléctrica de cada una, una parte de la gráfica con ojos cerrados y sin artefactos, una parte de la gráfica de música suave con bajo volumen, una parte de la gráfica de música suave con alto volumen, una parte de la gráfica de música intensa con bajo volumen, y una parte de la gráfica de música intensa con alto volumen. Los valores de amplitud y frecuencia de cada selección se ingresan en una tabla en la pestaña de informe para su posterior análisis.
Se procede a desconectar los EEG Electrodos planos, el cable de alimentación, el cable 16. usb, apagar el Power Lab y organizar todos los dispositivos usados.
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ANÁLISIS DE RESULTADOS Ejercicio 1:
1. Indique tres fuentes de artefactos en los registros de EEG y el ritmo en el cual estos artefactos son más prevalentes. Realizamos registros de frecuencias Alpha, Beta, Theta y Delta con el EEG y le solicitamos a nuestra voluntaria encontrarse inmóvil y relajada. El registro nos ofrece unas amplitudes que oscilan entre -50µV a 50 µV regularmente, en algunas ocasiones estos valores se encuentran por fuera de este rango, este hecho se debe, según Guyton, a varios factores como a que la persona despierta dirige su atención a algún tipo específico de actividad mental; por ejemplo, cuando nuestra voluntaria, después de tener los ojos cerrados, los abre, nuestro registro varía, pues ella está siendo expuesta a sensaciones visuales que implica la sustitución de las ondas Alpha por las ondas Beta; o la actividad electromiográfica de los músculos de la cara y el cráneo, señales electrooculográficas, movimientos mecánicos de los electrodos, entre otros eventos nos pueden producir ruido en el registro del EEG..
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Ejercicio 2:
Procedimos a analizar las ondas Alpha y Beta cuando nuestra voluntaria se encuentra con los ojos abiertos y con los ojos cerrados. O: eyes open C: eyes closed
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1.¿En qué condiciones se apreció las ondas alfa con mayor claridad? Según los registros obtenidos, basndonos en el planteamiento de uton, “se cree que las ondas Alpha derivan de la oscilación de retroalimentación espontánea existente en este sistema talamocortical difuso, que tal vez abarca también el sistema reticular activador del tronco del encfalo” onsideramos que las ondas Alpha se aprecian con maor claridad en estados de relajación y tranquilidad, lo cual se evidencia cuando nuestra voluntaria se encuentra con los ojos cerrados sin ninguna otra estimulación. Según Ganong en lo seres humanos adultos despiertos, ojos cerrados, en reposo y con la mente libre el ritmo Alpha constituye el componente principal del EEG con un patrón bastante regular de ondas con una frecuencia de 8 - 13 Hz y una amplitud de 50 - 100 µV, prominente en el lóbulo parietal y occipital. Las ondas Beta opacan las ondas Alpha cuando empiezan a tener niveles de concentración alto o una estimulación sensitiva como cuando se realizó el ejercicio de aritmética, a este fenómeno se le llama Bloqueo de Alpha, Excitación, Respuesta de alerta o Desincronización, aunque este último término es engañoso ya que se produce una sincronización de la actividad neuronal en estado de alerta pero con una frecuencia mayor.
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2.¿Qué piensa que indican las ondas alfa? La amplitud promedio de las ondas Alpha con los ojos abiertos en nuestra paciente voluntaria, es de 9,6 µV y con los ojos cerrados es de 24,5 µV. Según Guyton y Ganong estas ondas Alpha tienen un promedio de amplitud de 50 µV, este patrón de ondas se relaciona con niveles bajos de atención. La amplitud promedio de las ondas Beta con los ojos abiertos en nuestra voluntaria es de 7,77 µV y con los ojos cerrados es de 10,3 µV. La apertura de los ojos según Guyton provoca interrupción inmediata de las ondas Alpha por ondas Beta asincrónicas de mayor frecuencia (generalmente alta e irregular) y menor voltaje registradas sobre todo en las regiones parietal y frontal del cerebro. Con los datos obtenidos podemos sustentar este planteamiento debido a que el valor de la amplitud registrada es mucho menor en las ondas Beta cuando la voluntaria se encuentra con los ojos cerrados. Por tanto, se comprueba que las ondas alfa se ven con mayor claridad cuando se tiene los ojos cerrados, y se sustenta que la causa de esto es, como se mencionó en el marco teórico, que las onda alfa se presentan cuando el individuo está en estado de relajación (ojos cerrados evitan activación por la visualización de factores externos distractores en la corteza). Según Ganong hay alteraciones durante las etapas de la vida y las diferentes respuestas fisiológicas. En reposo, los lactantes adquieren una actividad parecida a las ondas Beta pero con un ritmo occipital de frecuencia baja 0,5 - 2 Hz. Durante la infancia este último se acelera y el ritmo Alpha va apareciendo gradualmente en la adolescencia. La disminución de la frecuencia de este tipo de ondas se da por la baja concentración de glucosa en sangre, la baja temperatura corporal, concentraciones reducidas de glucocorticoides y el aumento de la presión parcial de CO2 en sangre.
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Ejercicio 3
1.¿Cuál fue el efecto de la aritmética mental en la actividad de las ondas alfa? Las ondas Alpha disminuyeron su amplitud media de manera insignificante al iniciar los procesos aritméticos, por el contrario la frecuencia media de las mismas tuvo un pequeño aumento con el inicio de las operaciones matemáticas. Esto se puede deber al hecho de que las actividades mentales y los procesos lógico-matemáticos en el cerebro emiten ondas Beta las cuales nos permiten mejorar la concentración y generar una respuesta a determinada situación. Se esperaba unos cambios más significativos, pero no podemos despreciar eventos externos al voluntario o al EEG. Al observar la gráfica de barras hechas a partir del porcentaje de cambio de amplitud y frecuencia, se identifican valores muy similares entre la actividad cerebral realizando aritmética y estado de reposo. Y, observando este intervalo de los primeros 12 segundos de estado de reposo (Gráfica Izquierda), es posible observar que la actividad cerebral era activa, pues las ondas alfa se ven bloqueadas por las beta (constantemente, los valores de amplitud se encuentran entre aproximadamente 15 a 30 microvoltios), y al compararla con la gráfica registrada para los primeros 12 segundos realizando la operación matemática (Gráfica Derecha), se observa gran similitud.
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2. ¿Cómo explica sus hallazgos? Experimentalmente se observa que las variaciones entre el porcentaje de cambio de la amplitud y la frecuencia en las ondas alfa realizando o no el ejercicio mental (aritmética) es mínimo, es decir, no se identifica ningún cambio significativo, y al ser las desviaciones estándar pequeñas, se asume que los datos son constantes durante el registro. Como bien ya se ha comentado, teóricamente, el individuo estando en reposo (no aritimética) debería tener una amplitud mucho mayor en las ondas alfa; por tanto, se cree que durante el registro la voluntaria no estuvo en completa relajación teniendo así una repercusión negativa en los datos: se registran muchos artefactos que indican la disminución en la amplitud en las ondas alfa en estado de relajación, no siendo posible identificar diferencias entre el funcionamiento cortical al realizar una actividad mental y en estado de reposo. Por su parte, dichas alteraciones se atribuyen al hecho de que la paciente hubiese estado en un estado activo previo al ejercicio (mirando la pantalla, hablando con el compañero que le estaba dando la indicación y pensando, previo al aviso, la ecuación que debía realizar); no había estado de relajación, y así se obtuvo el registro.
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Ejercicio 4
1. ¿Qué efectos tuvieron los distintos tipos de música sobre la actividad de las ondas alfa? Al realizar la estimulación auditiva en el sujeto se encontró que la música Clásica Baja genera un disminución en la amplitud de la onda y un ligero aumento en la frecuencia, al contrario de la estimulación con música Clásica Alta la cual genera un aumento bastante significativo en la amplitud y una ligera disminución en la frecuencia. En cuanto al Rock Bajo la amplitud y frecuencia está por encima de la media, respecto a un estado sin estimulación auditiva o No Música, mientras que el Rock Alto, al igual que la Clásica Alta, genera un aumento significativo en la amplitud y una disminución en la frecuencia respecto al estado previo en el que no había estimulación auditiva.
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2. ¿Cómo explica sus hallazgos? Para realizar una correcta argumentación de los resultados obtenidos en el experimento hay que tener en cuenta que la estimulación auditiva en el sujeto es un proceso que conlleva continuidad, por ejemplo en la tabla observamos diferencias notables en la amplitud y unas pequeñas variaciones en la frecuencia en los momentos en los cuales el sujeto no estuvo expuesto a estimulación auditiva (No música) o de reposo, pese a que es el mismo estímulo en momentos diferentes, esto se debe a que previamente se ha realizado una estimulación (distinta en cada momento) la cual genera una tendencia en la onda que no desaparece instantáneamente sino que pierde su continuidad a través del tiempo. Esto explica por qué en el estado de No Música despus de la estimulacin con lsica Alta se obtiene una amplitud de en el estado de No Música después de la estimulación con Clásica Baja a pesar de que el estímulo es el mismo No msica se obtiene un amplitud de 66 En cuanto a la estimulación con música Clásica Alta y Rock Alto obtenemos una tendencia similar, que es el aumento significativo en la amplitud de las ondas alfa respecto a estados previos de No música esto se debe a que ambos tipos de música generan un estado de tranquilidad y relajación en el sujeto, lo cual como ya se había mencionado anteriormente está asociado con el incremento en la intensidad de las ondas Alpha. En el caso del Rock Bajo podemos observar una mayor amplitud respecto al estado de No música. Esto es coherente respecto a lo enunciado anteriormente ya que también genera un estado de tranquilidad y relajación en el sujeto pero no de la misma intensidad que el del Rock Alto o Clásico Alto. En el caso de la exposición a música Clásica Baja se encuentra una disminución en la amplitud de onda respecto a los otros casos de estimulación y una amplitud similar respecto al de No Música. Esto es contrario a los resultados observados en las demás estimulaciones y se debe a que en este momento de la estimulación el sujeto fue estremecido por un ligero ruido y abrió los ojos, lo cual conlleva a una disminución en la intensidad (amplitud) de las ondas Alpha.
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CONCLUSIONES El EEG desde el siglo 19 ha estado avanzando en pos de la investigación y desarrollo científico, al igual para salvaguardar la integridad de la persona. Sus funciones son múltiples al detectar el funcionamiento del sistema nervioso central concretamente la actividad de la corteza cerebral y así detectar el estado en el que se encuentra el paciente, si está en vigilia, sueño profundo con REM o NREM; con los resultados darle al médico la posibilidad de utilizar las ondas cerebrales para inducir cambios neuropsicológicos en el paciente como los estados de ánimo, memoria y aprendizaje, o niveles de concentración; utilizar las ondas cerebrales en terapias para la drogadicción o alcoholismo y por último el ayudar a verificar y hacer controles en personas con este tipo de enfermedades. Además de diagnosticar alteraciones de la actividad eléctrica cerebral que sugiera enfermedades como la epilepsia, la narcolepsia o demencias y cambios en el comportamiento, entre muchas otras, es una prueba imprescindible en el diagnóstico de muerte en coma. Durante la práctica fue posible comprobar, tal como se describe en el marco teórico, que las ondas alfa presentan mayor amplitud cuando el individuo está en estado de relajación. De igual forma se observa el bloqueo α, por eemplo en el ercicio , pues las ondas alfa se ven obstruidas por las beta si hay un estado excitatorio en la corteza. Además, se concluye que en los casos en que el estado control (ojos cerrados) presenta datos similares a los del estado en activación (por ejemplo, realizando una operación matemática) es consecuencia de que la voluntaria no se encontrara en completo estado de relajación (ruido en la sala, charlas de compañeros, tener los ojos abiertos y verse distraída por lo que observaba). También se puede concluir que es posible inducir estados de relajación en el sujeto mediante exposición a estímulos auditivos, esto es constatado mediante los datos obtenidos en el ejercicio en los cuales se observaba un aumento significativo en la intensidad de las ondas alfa. Los registros obtenidos nos ofrecen una puerta hacia la relación que existe entre los estados de conciencia y las ondas cerebrales, diversas amplitudes y frecuencias de ondas son patrones que nos revelan los procesos neuronales a los que se encuentra sometido el paciente o voluntario. Cuando la persona se encuentra despierta o en proceso para despertarse o también en aquellas situaciones de actividad mental intensa, que implican mayor concentración, tales como ejecutar procedimientos aritméticos, presentar un discurso, estudiar, miedo, estrés, angustia se relacionan directamente con las ondas Beta. Estas ondas se presentan con mayor frecuencia en comparación con las ondas Alpha, Theta y Delta debido a su relación con la mayoría de procesos neuronales que puede producir un ser humano. Es necesario resaltar que el surgimiento de exámenes de registros médicos basados en la identificación de la emisión de diversos tipos de ondas cerebrales, en este caso de señales bioeléctricas cerebrales es de gran importancia clínica a la hora de generar diagnósticos o identificar patologías en los impulsos eléctricos neuronales. El registro electroencefalográfico a su vez nos permite caracterizar y detallar la integridad del Sistema Nervioso Central, lo cual es una herramienta determinante al momento de seleccionar los métodos para proceder en el tratamiento de un paciente
