Psicofisiología: Electroencefalografía y otras actividades fisiológicas

PSICOFISIOLOGÍA

UNIDAD 2. ELECTROENCEFALOGRAMA

UNIDAD 1. Introducción a la psicofisiología

ceie

ÍNDICE

UNIDAD 2. ELECTROENCEFALOGRA

1. Introducción
2. Breve historia de la electroencefalogra
3. Nociones básicas sobre la electricidad.
4. Fisiología del EEG.

Potenciales eléctricos

1. Electroencefalogra

Principios de registro

1. Electromiografia (EMG)
2. Electrooculografía (EOG)
3. Actividad Electrodermica
4. Actividad Cardiovascular
5. Bibliografía

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Introducción a la actividad cerebral

La actividad cerebral genera una amplia variedad de señales que facilitan su estudio y comprensión. Sin embargo, la mayoría de estas señales son de baja intensidad y resultan difíciles de captar. Algunas solo pueden ser registradas mediante equipamiento especializado (Carretié L. , Anatomía de la mente. Emoción, cognición y cerebro., 2024). Estas señales se clasifican en dos tipos principales:

• Señales directas: campos eléctricos o magnéticos generados por la actividad neuronal.
• Señales indirectas: reflejan procesos vasculares asociados al suministro metabólico de las neuronas activas.

Las técnicas electrofisiológicas son fundamentales para estudiar y medir la actividad eléctrica en células, tejidos y sistemas biológicos, siendo especialmente relevantes en neurociencia para investigar la actividad de las células nerviosas y otras estructuras del sistema nervioso. La actividad eléctrica constituye uno de los sistemas de respuesta fisiológica más estudiados en psicofisiología (Carretié & Iglesias, 1995), que incluye:

• Actividad cerebral (electroencefalogra
• Actividad electrodérmica (respuesta galvánica de la piel, EDA)
• Actividad eléctrica muscular (electromiografía, EMG)
• Actividad cardiovascular (electrocardiogra

Además, se incluyen los potenciales evocados, que son respuestas eléctricas generadas por el sistema nervioso en respuesta a estímulos sensoriales específicos, y los registros intracelulares y extracelulares, que miden la actividad eléctrica a nivel celular o en el entorno celular, respectivamente.

Las técnicas electrofisiológicas proporcionan información valiosa para comprender y diagnosticar diversas condiciones médicas relacionadas con el sistema nervioso, la función muscular y la actividad cardíaca, contribuyendo de manera significativa al avance del conocimiento en neurociencia y fisiología.

En este tema se hará una aproximación a las técnicas electrofisiológicas que son utilizadas en investigación y en la clínica diaria.

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Breve historia de la electroencefalograma

El desarrollo de las técnicas electrofisiológicas está profundamente relacionado con el avance en la comprensión de la electricidad y su papel en los sistemas biológicos. A continuación, se ofrece un resumen de algunos de los momentos clave en la evolución de estas técnicas (Palacios Sánchez, 2002):

• S. XVIII
  • Luigi Galvani Excitabilidad eléctrica en los tejidos biológicos Electricidad animal
• S. XIX
  • Du Bois-Reymond: se produce una señal eléctrica durante el paso del impulso nervioso
  • Fritsch: heridos de guerra
  • Caton: actividad eléctrica cerebral coniínua y espontánea
• S. XX
  • Hans Berger: primero en estudiar los potenciales eléctricos (ritmo alfa y beta)
  • Adrian y Matthews: ritmo delta
  • Forester y Altenburger: electrocorticografía
  • Potenciales evocados

El progreso posterior de la técnica de EEG ha sido impulsado por los avances en la comprensión de la anatomía y fisiología del sistema nervioso central, así como por los desarrollos en electrónica y técnicas de computación, además de su aplicación en el ámbito clínico.

El interés en registrar la actividad eléctrica cerebral radica en su capacidad para permitir el análisis fisiológico de los mecanismos cerebrales que subyacen a los procesos sensoriales, motores y cognitivos en seres humanos, con una resolución temporal en el rango de los milisegundos.

En el ámbito de la logopedia, son esenciales los potenciales evocados auditivos, para estudiar las respuestas eléctricas generadas en el sistema nervioso en respuesta a un estímulo específico. Este registro eléctrico y específico, está incluido en protocolos de neonatología para el diagnóstico y detección temprana de la hipoacusia.

Nociones básicas sobre la electricidad

La psicofisiología se centra en la medición de señales somáticas o fisiológicas, siendo la mayoría de estas de naturaleza bioeléctrica. Las metodologías utilizadas para capturar estas señales incluyen técnicas como la electroencefalogra

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(ECG), electrooculografía (EOG), registro de la actividad eléctrica de la piel (AED), electrogastrografía (EGG) y electromiografía (EMG). Algunas señales fisiológicas no se manifiestan inicialmente en forma eléctrica, sino que se presentan a través de cambios en parámetros físicos como la presión, temperatura o color. Estos cambios se convierten a electricidad para ser procesados mediante las mismas técnicas utilizadas para las señales eléctricas. Es por ello que, en psicofisiología, es fundamental tener conocimientos básicos de electricidad, ya que estos ayudan a comprender mejor tanto las técnicas de registro como las características de las señales estudiadas.

La corriente eléctrica se refiere al flujo de partículas cargadas electricamente. Estas cargas pueden ser de signo positivo o negativo, siendo los electrones (negativos) y los iones1 los portadores más comunes de corriente eléctrica (Carretié & Iglesias, 1995). Tanto los electrones como los iones provienen de los átomos.

El movimiento de estas cargas se origina a partir de la acción de la fuerza electromagnética, la cual provoca que las partículas cargadas se desplacen. Las cargas de igual signo se repelen entre sí, mientras que las de signo opuesto se atraen, generando un flujo de partículas, es decir, una corriente eléctrica (presión electroestática).

La corriente más comúnmente observada es la de electrones, debido a que estos son más móviles que otras cargas como los iones o los protones. Si conectamos una región rica en electrones con otra en la que predominan los cationes (positivos) a través de un conductor, se establecerá una corriente eléctrica, ya que los cationes atraerán a los electrones. En este contexto, el cátodo presenta la mayor concentración de cargas negativas, mientras que el anodo concentra las cargas positivas.

Es importante señalar que un electron no viaja desde el inicio hasta el final del conductor de forma continua, sino que salta de un átomo a otro. El electrón que llega al ánodo recorre un trayecto relativamente corto, ya que proviene de un átomo del conductor y no directamente del cátodo.

1 Partícula cargada eléctricamente, constituida por un átomo o molécula. Importante en el tránsito de las membranas celulares y en los neurotransmisores.

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Catón

• lones con carga positiva

Anión

• lones con carga negativa

Fisiología del EEG

La actividad eléctrica cerebral es consecuencia de las corrientes iónicas generadas por diversos procesos bioquímicos en las neuronas de la corteza cerebral. La transmisión de la información entre neuronas se lleva a cabo a través de una "estructura" especializada llamada sinapsis. Esta es una unión no anatómica y funcional entre neuronas. La transmisión de la información neuronal puede darse de dos formas:

Sinapsis eléctrica

La corriente eléctrica fluye directamente de una célula a la otra a través de canales iónicos, lo que permite una transmisión rápida de la señal eléctrica. Estos canales iónicos son conductos en las membranas neuronales que permiten el paso de iones de una neurona a otra. Es necesario que exista una continuidad física entre la membrana presináptica y la postsináptica.

El paso de la información es bidireccional.

Sinapsis química

En una sinapsis química, la transmisión de la señal se lleva a cabo mediante la liberación de neurotransmisores desde el terminal axónico de la neurona presináptica hacia la hendidura sináptica, donde interactúan con receptores en la membrana de la neurona postsináptica. Las moléculas del neurotransmisor se liberan desde los botones terminales de la célula presináptica a la hendidura sináptica, donde al unirse con los receptores de la neurona postsináptica, generan potenciales.

El paso de información en unidireccional

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Potenciales eléctricos

Potencial de membrana

Se refiere al voltaje eléctrico a través de la membrana celular en un momento dado, específicamente en el estado de reposo. En reposo, las células, incluidas las neuronas, mantienen un potencial eléctrico a través de su membrana plasmática debido a la distribución de iones a ambos lados de la membrana (equilibrio osmótico y eléctrico). En el caso de las neuronas, el potencial de membrana en reposo puede fluctuar entre - 55 a -75 milivoltios (mV), lo que significa que el interior de la célula es negativo en relación con el exterior.

Potencial de reposo

Está determinado por la conductancia de la membrana al ion potasio (K) (Paladines, 2017) principalmente. En las neuronas reviste una importancia particular, ya que cualquier alteración en el potencial de membrana puede desencadenar un potencial de acción. El potencial de membrana en reposo de las neuronas se sitúa alrededor de -70 mV, indicando que el interior de la neurona es 70 mV menos cargado que el exterior celular. Cualquier cambio que eleve el potencial de membrana por encima del umbral crítico de -55 mV resultará en la generación de un potencial de acción. No obstante, cualquier cambio que deje el potencial de membrana por debajo de -55 mV no dará lugar a la propagación de un potencial de acción.

Potencial de acción

Es un cambio temporal en el potencial de membrana que ocurre cuando una célula, como una neurona, es estimulada y alcanza un umbral crítico. Un potencial de acción es una señal eléctrica que viaja a lo largo de la membrana de una neurona.

Este fenómeno es crucial para la comunicación entre neuronas y para la transmisión de señales dentro del sistema nervioso. Cada célula posee un potencial eléctrico específico durante su estado de reposo, que representa la diferencia de potencial entre su interior y su exterior. La presencia de canales iónicos para potasio, sodio, calcio y cloruro contribuye a generar este potencial eléctrico en la mayoría de las membranas celulares

Ocurre por un fenómeno de despolarización y repolarización rápida que obedece a la 6