LABORATORIO DE ELECTROENCEFALOGRAFÍA

VÍCTOR ANDRÉS MOSQUERA LAFONT

ANDRÉS FELIPE MORENO QUIÑONEZ

SEBASTIÁN NAVARRO TÉLLEZ

LAURA LUZ NAVARRO

Grupo #3

Mesa #3

INFORME DE LABORATORIO

Profesor

Ing. Fis. Juan Carlos Lizarazo MsC

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

FACULTAD DE MEDICINA

DEPARTAMENTO DE FISIOLOGÍA

BOGOTÁ D.C

2013

TABLA DE CONTENIDO

ContenidoINTRODUCCIÓN..................................................................................................................................3

OBJETIVOS......................................................................................................................................4

MARCO TEÓRICO............................................................................................................................5

Historia de la electroencefalografía...............................................................................................6

ELECTROENCEFALOGRAFÍA: INTRODUCCION.................................................................................7

ELECTROENCEFALOGRAMA............................................................................................................8

ELECTROGENESIS DE LAS SEÑALES REGISTRADAS EN EL EEG.........................................................9

ONDAS DEL ELECTROENCEFALOGRAMA......................................................................................10

EL EEG DURANTE EL SUEÑO.............................................................................................................13

EL EEG Y LOS CAMBIOS EN EL METABOLISMO INTRACRANEAL...................................................14

EL EEG Y LAS FUNCIONES DE LOS HEMISFERIOS CEREBRALES.....................................................15

PROCEDIMIENTO..............................................................................................................................16

1. MATERIALES.........................................................................................................................16

1.1. POWERLAB 26T (LTS) ML4856:.....................................................................................16

1.2. CABLE 5 CONDUCTOS PROTEGIDOS BIO AMP MLA2540..............................................16

1.3. ELECTRODOS DE EEG PLANOS......................................................................................17

1.4. PEGANTE PARA ELECTRODOS (ELCTRODE PASTE)........................................................17

1.5. HISOPOS DE ALCOHOL..................................................................................................17

1.6. COMPUTADOR DE ESCRITORIO....................................................................................18

1.7. PROGRAMA LABTUTOR................................................................................................18

2. PROCEDIMIENTOS................................................................................................................19

INFORME..........................................................................................................................................24

Ejercicio 1. Reconocimiento de artefactos...................................................................................24

Ejercicio 2. Ritmo alfa y beta........................................................................................................25

Ejercicio 3. Efectos de la actividad de la mental...........................................................................27

Actividad 4: Efectos de la estimulación auditiva..........................................................................29

CONCLUSIONES................................................................................................................................32

BIBLIOGRAFÍA...................................................................................................................................33

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INTRODUCCIÓNEl cerebro es una estructura anatómica y funcional de mucha importancia en los seres vivos que permite la integración de muchas funciones fisiológicas del organismo siendo esta una estructura que juega múltiples roles en el equilibrio transicional que caracteriza a los seres vivos, teniendo en cuenta que el cerebro en conjunto con la médula espinal y nervios periféricos van a permitir la interacción del organismo con su medio a partir de diversos receptores que llevan información sobre las condiciones de los alrededores y propias del cuerpo. Pero sin tanto rodeo las funciones del sistema nervioso siendo la estructura de mayor relevancia y de mayor complejidad el cerebro, son la transducción, la transmisión, recepción, coordinación y efector de la información proveniente ya sea del mismo cuerpo o de su alrededor.

La electroencefalografía es una técnica de exploración neurofisiológica basada en el registro de la actividad bioeléctrica en diferentes condiciones o estados partiendo del reposo, la vigilia, el sueño y otros estados como el caso de la hiperpnea, y cuya herramienta de exploración se le denomina electroencefalograma.

El registro electroencefalográfico es en realidad un proceso complejo que se obtiene por medio de electrodos que se colocan sobre diversos puntos del cuello cabelludo del paciente que recogen la actividad eléctrica generada en el encéfalo a dicho nivel a partir de una diferencia de potencial y que posteriormente es plasmado por medio de unas series de ondas en un papel de registro para luego ser estudiado y analizado con fines de diagnósticos relacionados con alteraciones a nivel cerebral principalmente.

A lo largo del informe se expondrá la teoría que fundamenta la práctica electroencefalográfica y a su vez cómo se produce la actividad eléctrica del cerebro. Por otro lado se hará un análisis de laboratorio con respecto a los resultados obtenidos a lo largo de cada una de las actividades llevadas a cabo durante la práctica.

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OBJETIVOS Reconocer artefactos comunes en señales de EEG

Identificar y cuantificar ondas alfas

Entender como la actividad mental y auditiva de la mente.

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MARCO TEÓRICOEl encéfalo es una estructura anatómica y funcional que se encuentra dentro de la cavidad craneana que juega muchos roles importantes en la integración de las diversas funciones del organismo como es el procesamiento de la información proveniente del exterior o de la información que se origina propiamente dentro del cuerpo, además de eso es una estructura compleja que va a regular muchas de las funciones del cuerpo humano por medio de la integración de su prolongación caudal que corresponde a la medula espinal y los respectivos nervios que entran y salen a estas dos estructuras que van a constituir el sistema nervioso periférico permitiendo así la monitorización constante de las funciones de cada una de las estructuras orgánicas del cuerpo.

Por otro lado la actividad eléctrica cerebral permite identificar los principales potenciales de acción de que se transmite desde los sentidos hacia la corteza cerebral. También se ha comprobado que la actividad eléctrica se encuentra implícita en los estadios de sueño profundo y superficial y en los estados de alerta, en donde a través de un electroencefalograma que se utiliza para describir el registro que se obtiene mediante la colocación de electrodos en el cuello cabelludo, con el fin de identificar las posibles variaciones en el potencial eléctrico cerebral.

La generación de la actividad eléctrica se da gracias a la activación del sistema reticular localizado en el mesencéfalo y que posee una gran variedad de grupos neuronales que se comunican con los núcleos del tálamo y este va a llevar la información a la corteza cerebral.1

Fig 1. Estructura y vías del sistema reticular

1 Tomado de: http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/enfermeria/2005359/contenido/nervioso/13.html

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Historia de la electroencefalografía

Fue una guerra lo que brindó la oportunidad de explorar el cerebro humano por vez primera.

En 1870, Fritsch y Hitzig, médicos militares del ejército prusiano, observaron que al estimular, mediante corriente galvánica, determinadas áreas laterales de cerebros descubiertos (de algunas de las bajas de la batalla de Sedán) se producían movimientos en el lado opuesto del cuerpo.

Cinco años más tarde R. Caton confirmó que el cerehro es capaz de producir corrientes eléctricas. Ferrier, siguiendo en la misma línea, experimentó con la «corriente farádica». Como resultado de todo ello, hacia finales de siglo se tenían suficientes pruebas de que el cerebro de los animales poseía propiedades eléctricas comparables a las encontradas en el nervio y en el músculo. En 1913, Prawdwicz-Neminski registró lo que llamó electrocerebrograma de un perro, siendo el primero en intentar clasificar semejantes observaciones. Hay que puntualizar, sin embargo, que todos los experimentos se hacían sobre cerebros descubiertos. Al ser los cambios eléctricos muy pequeños y sin procedimientos de amplificación, era imposible registrar los impulsos que alcanzaran el exterior del cráneo aún de haberse sospechado su existencia.

Fue en 1928 cuando Hans Berger ideó un método que prometía una investigación de la actividad eléctrica cerebral, descubriendo lo que se conoció como «ritmo de Berger». Sin embargo debido a su falta. de conocimientos técnicos, no fue hasta algunos años después cuando se reconoció su importancia. Mientras tanto, las posibilidades de la electroencefalografía clínica se discutían, por primera vez, en un reunión en el Laboratorio central de Patología del Hospital Maudsley de Londres, en 1929. A pesar de que el grupo de investigadores intentara obtener registros del «ritmo de Berger» usando amplificadores y un galvanómetro vetusto, sin embargo no se tomaba en serio el estudio del cerebro ni los descubrimientos de Berger. Fue en 1934 cuando a raíz de una demostración pública ante una auditorio británico en una reunión de la Sociedad de Fisiología, en Cambridge, Adrian y Matthews verificaron por primera vez el «Ritmo de Berger». Berger, utilizando las mejoras introducidas por Adrian, siguió avanzando hasta donde le permitía su técnica defectuosa, observando por ejemplo que cuando el sujeto abría los ojos o resolvía algún problema mentalmente se alteraba el ritmo amplio y regular. Esto fue verificado posteriormente por Adrian y Matthews quien al tener mejores conocimientos científicos y mejores técnicas avanzó incluso mucho más, demostrando que el ritmo regular y amplio de diez ciclos por segundo surgía de las áreas visuales de asociación y no de todo el cerebro. Años más tarde se

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apreció la importancia de tal descubrimiento. Posteriormente la electropatología del cerebro creció en importancia, confirmándose las predicciones de Golla sobre las alteraciones de las oscilaciones rítmicas en las enfermedades. Se avanzó mucho en este campo, comenzando a interesar, entre los investigadores del EEG, el estudio de la epilepsia y otras enfermedades mentales, poniéndose de relieve la complejidad del tema y la imposibilidad de aislamiento de funciones simples, siendo necesario estudiar al cerebro como un órgano total. A partir de estos comienzos con el paso y evaluaciones sucesivas se han llegado a conocer otros aspectos del EEG tal como lo conocemos hoy en día.

ELECTROENCEFALOGRAFÍA: INTRODUCCION

La corteza cerebral contiene una gran cantidad de neuronas. La actividad de estas neuronas es hasta cierto punto sincronizada en puntos de descarga regulares (ondas cerebrales). La Electroencefalografía es el registro y evaluación de los potenciales eléctricos generados por el cerebro y obtenidos por medio de electrodos situados sobre la superficie del cuero cabelludo. El electroencefalograma (EEG) es el registro de la actividad eléctrica de las neuronas del encéfalo. Dicho registro posee formas muy complejas que varían mucho con la localización de los electrodos y entre individuos. Esto es debido al gran número de interconexiones que presentan las neuronas y por la estructura no uniforme del encéfalo

Para poder entender que es y de donde surge un registro electroencefalográfico, primero debemos conocer que es lo que estamos estudiando, como se comporta y se compone normalmente.El objetivo de estudio del EEG es poder visualizar la actividad eléctrica del encéfalo, uno de los conjuntos de órganos más importantes (si no el más importante) para la relación de los organismos vivos con su entorno y por ende su capacidad de subsistencia.El encéfalo, contenido en el cráneo, es la parte más voluminosa del sistema nervioso central (SNC), que continúa en la médula espinal, contenida en la columna vertebral, y en los nervios sensitivos y motores que llevan, respectivamente, información sensorial al encéfalo y el control de la musculatura del esqueleto.El encéfalo está compuesto por varios órganos de igual importancia biológica, estos son en general: el cerebro, el tallo cerebral y el cerebelo.El tallo cerebral conecta entre sí el córtex cerebral, la médula espinal y el cerebelo; controla asimismo los ritmos cardíaco y respiratorio, y es el centro de diversos reflejos motores.El cerebelo es el coordinador de los movimientos voluntarios, además de mantener el equilibrio.

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El cerebro es la parte más evolucionada del encéfalo y en él están localizadas las funciones conscientes del sistema nervioso. Posee dos partes llamadas hemisferios que se relacionan con las partes opuestas del cuerpo. La superficie externa del hemisferio se conoce por córtex y en ella se recibe la información sensorial. Las capas más profundas están formadas por axones y núcleos de células.La parte más importante del cerebro es la CORTEZA CEREBRAL, una capa más bien fina que contiene un buen porcentaje del total de neuronas en el encéfalo. Esta es la zona en la cual podremos medir las diferentes ondas eléctricas generadas por las células piramidales en su coordinación y funcionamiento.

ELECTROENCEFALOGRAMA

El registro del EEG es técnicamente difícil, principalmente debido al pequeño voltaje de las señales (típicamente 50uv pico-pico) las señales son pequeñas porque los electrodos de registro están separados de la corteza cerebral por el cuero cabelludo, el cráneo y la capa de fluidos cerebro- espinales. Es esencial un amplificador específico como el bio-amplifer incorporado al sistema de medición en laboratorio Power-lab. A su vez es importante utilizar electrodos constituidos por los materiales adecuados y conectados correctamente. Aun con estas precauciones los registros pueden ser arruinados por un conjunto indeseado de influencias que interfieren conocidos como artefactos.

Para la práctica de este laboratorio se usaran 3 electrodos ubicados dos en la parte frontal y uno en la zona posterior de la cabeza, previamente se ha limpiado la zona del voluntario para una mejor adherencia de los electrodos y mejor calidad de las señales registradas. En la imagen a continuación mostrada se muestra cómo deben ser ubicados los electrodos y donde deben ir conectados para la correcta toma de señales.

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En las mediciones clínicas, el EEG se realiza con aproximadamente 20 o 21 electrodos ubicados especialmente en la cabeza de una forma determinada, teniendo en cuenta la simetría en la ubicación de los mismos. Es importante tener en cuenta los electrodos que van a funcionar como polo a tierra, en ocasiones pueden ser colocados en la región lobular de la oreja.

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ELECTROGENESIS DE LAS SEÑALES REGISTRADAS EN EL EEG

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. En general, todo el sistema nervioso tiene capacidad de crear señales eléctricas, pero el EEG es el resultado de pequeños cambios en los potenciales de membrana de las neuronas corticales, especialmente los potenciales post sinápticos excitatorios e inhibitorios (EPSPs y IPSP en sus siglas en inglés) es decir, para el registro del EEG bastara con registrar la función del cortex cerebral o corteza y sus relaciones histológicas neuronales.

Histológicamente, la neocorteza está constituida por seis capas celulares:

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.

ONDAS DEL ELECTROENCEFALOGRAMA

Las ondas electroencefalografías contienen ondas componentes de diferentes frecuencias. Estas pueden ser extraídas y proporcionar información acerca de las diversas actividades del cerebro. El programa labtutor está configurado para presentar la señal original del EEG en el canal número 1, filtros digitales permiten separar está en las frecuencias componentes de interés que son presentadas en otros canales. Cada una de estas ondas o ritmos proporciona información acerca de diferentes estados del cerebro. Estas ondas son:

1) Alfa (8 a 13 Hz;<20 uV): El ritmo alfa aparece cuando el sujeto esta relajado con los ojos cerrados. Es anulado por la apertura de los ojos y el esfuerzo

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mental tal como hacer cálculos o concentrarse en una idea. Es por ello que parece indicar el grado de activación cortical mientras mayor sea la activación menor la actividad alfa. Las ondas alfa son más frecuentes en la corteza occipital y sobre la corteza frontal.

2) Beta (13 a 30 Hz; <30 uV): En individuos despiertos, alertas, con los ojos abiertos el ritmo dominante es beta. Puede estar ausente o reducido en áreas con daño cortical y ser acentuado por drogas hipnóticas o sedantes como las benzodiacepinas y los barbitúricos.

3) Theta (4 a 8 Hz;<30 Uv): Se dice que el ritmo theta no se ve en el adulto despierto pero es perfectamente normal en niños despiertos hasta la adolescencia. Es normal durante el sueño en todas las edades (note no obstante que algunos investigadores separan esta banda de frecuencias en dos componentes la actividad theta baja (4- 5,45Hz) que ellos correlacionan con la vigilia decrecida y somnolencia aumentada y la actividad theta alta (6 – 7,45 Hz) que se dice que esta aumentada en actividades que envuelven memoria de trabajo).

4) Delta entre (0.5 a 4 Hz hasta 100- 200 Uv): El ritmo delta es el ritmo predominante en las etapas 3 y 4 del sueño pero no se ve en el adulto consiente. Tiende a tener la mayor de todas amplitudes de las ondas componentes del EEG. Note que los artefactos causados por los movimientos de la mandíbula y músculos del cuello pueden producir ondas de la misma banda de frecuencia.

5) Gamma (entre 30 y 50 Hz): Alguna gente reconoce el ritmo gamma pero su existencia e importancia es controvertida. Puede ser asociada con la actividad mental superior, incluyendo la percepción y conciencia y desaparece bajo anestesia general. Una sugerencia es que el ritmo gamma refleja la actividad mental envuelta en la integración de varios aspectos de un objeto (color, forma y movimiento etc.) para formar una imagen coherente. Una interesante investigación reciente es mejorada en los monjes budistas durante la meditación y están ausentes en esquizofrénicos.

En la actualidad no es posible relacionar las ondas del EEG con actividades específicas de las neuronas subyacentes. En general entre más activo el cerebro, más alta la frecuencia y menor la amplitud del EEG. Al revés entre más inactivos el cerebro, menores las frecuencia y mayores las amplitudes de señal.

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Hemos visto cómo la actividad cerebral durante la vigilia modifica sustancialmente el EEG. Algo parecido ocurre durante el sueño, en el que tienen lugar de forma cíclica cambios espectrales muy notables, pudiendo ser cualquier desviaci6n indicativa de una patología cerebral. En la figura 22 se distinguen distintas fases del sueño que corresponden sucesivamente a los estados de alerta o excitación, de relajación, de somnolencia, de sueño y, finalmente, de sueño profundo. Obsérvese que la frecuencia de las ondas del EEG va disminuyendo progresivamente, aunque pueden aparecer ondas transitorias rápidas (puntas, ondas V y complejos K). Además del EEG se suelen registrar conjuntamente otras variables fisiológicas como el EOG (electrooculograma), el ECG (electrocardiograma), el EMG (electromiograma) y la frecuencia respiratoria, que ayudan a determinar la profundidad del sueño del sujeto en observación. Así por ejemplo, el EOG permite determinar las fases REM (rapid eye movement) del sueño, el EMG el grado de relajación muscular, etc.

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EL EEG DURANTE EL SUEÑO

Está bien establecido que los patrones de EEG proporcionan una indicación del estadio del sueño. El sueño consiste en dos muy diferentes estados alternantes el sueño REM y non-REM (del inglés rapid eye movement, movimiento ocular rápido). El sueño non REM es a menudo descrito en cuatro etapas que se caracterizan por su progresivo incremento en los umbrales sensoriales, un incremento en la amplitud y un decremento en la frecuencia de las ondas del EEG. El estado 1 está caracterizado por la somnolencia y la perdida y recuperación de la conciencia. Es seguido por estados 2 3 y 4. El sueño vuelve entonces atreves de los estados excepto que en lugar de estado 1 ocurre el sueño REM. El ciclo complejo tarda a aproximadamente 90 minutos de modo que en el curso de 8

horas de sueño, el ciclo se repite entre 4 a 6 veces. En los ciclos finales, el componente REM es más largo y las etapas 3 y 4 se hacen más cortas.

Estas etapas pueden correlacionarse con el EEG. El estado 1 es relacionado con la disminución de la actividad beta, y actividad alfa menos obvia y actividad theta emergente.El estado 2 tiene actividad irregular theta, breves y intensos episodios de ondas de 12 – 14 Hz llamadas espigas de sueño y repentinos aumentos en la amplitud de las ondas (complejo k).

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El estado 1 y 2 son de sueño relativamente “ligero”. En los estados 3 y 4 predomina la actividad delta distinguiéndose entre ambos porque en el estado 3 la actividad delta cubre menos del 50% del tiempo. En los estado 3 y 4 se duerme profundamente. En el sueño REM que puede durar entre 20 a 60 minutos o más, el EEG es similar al estado 1. El sueño REM es el estado que más se asocia con la actividad onírica. Aunque el EEG muestra significativa actividad durante el sueño REM, la actividad motora esta inhibida. Los niveles cerebrales de serotonina y noradrenalina se alteran durante estas etapas del sueño. En los estado 1 a 4 del sueño non- REM los niveles de serotonina están elevados, mientras que durante el sueño REM, se secretan noradrenalina y corticoesteroides y en varones testosterona. El sueño nonREM se caracteriza por disminuciones de la presión arterial y de las tasas cardiaca y respiratoria. En el sueño REM hay una marcada variación en la tasa cardiaca y presión arterial y respiración irregular.

En los registros de sueño a menudo se registran EOGy EMG además del EEG el sueño non REM se caracteriza por movimientos rotatorios. Descoordinados y lentos de los ojos y tono muscular disminuido pasivamente mientras que el sueño REM tiene movimientos oculares rápidos y coordinados (de ahí el nombre) y una pequeña actividad EMG que refleja la activa inhibición muscular en este estado.

EL EEG Y LOS CAMBIOS EN EL METABOLISMO INTRACRANEAL

Se puede detectar cambios en el EEG en respuesta a cambios en el ambiente químico neuronal. Una manera sencilla de demostrar esto en un laboratorio de estudiantes es observar el efecto de hiperventilación. La hiperventilación disminuye el pC02 sanguíneo, puesto que el CO2 siendo liposoluble, crezca

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rápidamente la barrera hematoencefálica y las membranas celulares, el resultado es la disminución del pC02 (hipocapnia) en el líquido intersticial y en las neuronas y en las células gliales. Esto eleva el PH intra y extracelular- alcalosis respiratoria aguda. Adicionalmente los vasos sanguíneos del cerebro se contraen reduciendo el flujo cerebral .la consecuencia es un cambio en la actividad neuronal con mayores ritmos y mayores amplitudes (actividad alfa y theta incrementadas) así como la disminución de la actividad alfa. Aun se debate si estos cambios en el EEG son cambios en el metabolismo o de factores hemodinámicos. Una posibilidad es que ellos aparezcan a partir de efectos depresores de la hipocapnia sobre la formación reticular mesencefálica y sean análogos a los cambios que se ven en el EEG en la transición sueño-vigilia

EL EEG Y LAS FUNCIONES DE LOS HEMISFERIOS CEREBRALES

Se han hecho esfuerzos para utilizar el EEG en poner en evidencia la contribución de los dos hemisferios a la función cerebral. se ha argumentado que el hemisferio izquierdo es la mitad lógica del cerebro responsable del razonamiento, la solución de problemas y el lenguaje mientras el hemisferio derecho es el más intuitivo, lado creativo relacionado con imágenes y el procesamiento espacial más que con el lenguaje. La lectura cuidadosa de la literatura revela que esta es una enorme simplificación de la organización cortical. En realidad hay muy pocas evidencias basadas en el EEG que le den credibilidad a esta hipótesis.

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PROCEDIMIENTO

1. MATERIALES

1.1. POWERLAB 26T (LTS) ML4856:

La ML4856 PowerLab 26T es una unidad de grabación de datos integrada con un Bio dual Amp, un estimulador aislado, entrada de disparo y dos salidas analógicas independientes (no aislada). El ML856 ofrece la opción de hasta cuatro entradas DIN generales (entradas 3 y 4 son compartidos entre el Bio dual Amp). Con transductores y accesorios adecuados, la PowerLab 26T cubre los requerimientos experimentales generales en la educación ciencias de la vida.

1.2. CABLE 5 CONDUCTOS PROTEGIDOS BIO AMP MLA2540

El MLA2540  es adecuado para su uso con los cables conductores protegidos  MLA2505. Posee una conexión para el puerto Bio Amp y una conexión para 5 cables protegidos  MLA2505.

El  MLA2540 se conecta directamente a la entrada Dual Bio Amp de 5 pines en cualquier PowerLab o MacLab.

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1.3. ELECTRODOS DE EEG PLANOS

El MLWABT9 es un conjunto de 5 electrodos con aleación de plata y oro, en forma de sombreros y con electrodos de grabación. Los electrodos tienen un diámetro de 9 mm. Cuentan con un agujero en la parte superior para la inyección de electrolitos.

1.4. PEGANTE PARA ELECTRODOS (ELCTRODE PASTE)

El tubo de pegante de electrodos ML1095 es usado con los electrodos de EEG planos con el fin de mejorar el contacto durante la medición del potencial.

1.5. HISOPOS DE ALCOHOL

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Los hisopos de alcohol isopropil MLA1094 son estructuras que están individualmente envueltas en paquetes de 1000. Son ideales para la preparación de sitios usados para la medida de biopotenciales (EEG, ECG, EOG, EMG). La correcta limpieza y preparación del sitio reduce la impedancia del electrodo y asegura la calidad de señal óptima.

1.6. COMPUTADOR DE ESCRITORIOUsamos un computador de escritorio con Sistema Operativo de la casa Windows. El sistema era de 64bits y era necesario contar con elementos del Hardware como el monitor, mouse, teclado y entrada USB.

1.7. PROGRAMA LABTUTOR

LabTutor es un software desarrollado por ADINSTRUMENTS junto con el paquete POWERLAB diseñado para facilitar la enseñanza en el laboratorio de fisiología para estudiantes de medicina y otras carreras. LabTutor cuenta con

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un sistema paso por paso de los laboratorios a realizar y la posibilidad de tomar datos experimentales para los informes de laboratorio.

2. PROCEDIMIENTOS

Precauciones a tener en cuenta:

Se recomienda que la persona que va a servir como voluntario durante la prueba esté relajado y concentrado dependiendo de la prueba que se realizará sin ningún tipo de estrés que pueda alterar el resultado de la actividad electroencefalográfica.

Se recomienda que antes de realizar la prueba quitar todo los elementos metálicos que puedan intervenir con el resultado de la EEG.

En nuestra mesa de trabajo se procedió a escoger un voluntario el cual debió de presentar todas las condiciones mencionadas anteriormente, el integrante del grupo 3 que cumplió con casi todas las recomendaciones fue el estudiante Andrés Felipe Moreno quien además por la poca cantidad de cabello que tenía se nos facilitó la prueba al momento de poner los electrodos pero posteriormente de haber realizado la limpieza, el procedimiento que se llevó a cabo durante el ejercicio fue el siguiente:

1. Se quitaron todos los elementos metálicos y no metálicos tales como reloj, anillo, pulseras, manillas, etc. Previniendo así la intervención de estos elementos con los resultados de la prueba.

2. Se conectó el cable Bio Amp de cinco derivaciones en el enchufe Bio Amp de la unidad de PowerLab.

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3. Luego se conectan tres derivaciones de los cables de 3 electrodos específicos en el cable 5 conductos protegidos Bio Amp MLA 2540 (Previo a los pasos 1 y 2 el equipo PowerLab y el computador deben estar encendidos para seguir las instrucciones).

4. Una vez se haya conectado todos los elementos al equipo y se tenga listo las herramientas con las cuales se va a hacer la prueba, se procede a hacer limpieza sobre las áreas en donde se van a colocar los electrodos. Con toallitas antisépticas alcoholizadas, limpiamos la piel de nuestro voluntario frotando enérgicamente en cada uno de los puntos donde colocamos los electrodos. Durante el laboratorio se pondrán 2 electrodos a nivel de la región frontal izquierda y derecha y a nivel de la región occipito-parietal para ellos estas áreas serían las zonas a limpiar

5. Una vez se haya limpiado las zonas mencionadas en (4) se procede a untarle pegante a los electrodos para luego colocarlos en la región frontal izquierda y derecha, y a nivel de la región occipito-parietal y una vez se logre esto le recomendamos al paciente que se ponga en una posición cómoda y relajada para iniciar la medición de la actividad eléctrica cerebral.

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Fig.1 Esquema sobre cómo debe quedar el paciente una vez se hayan realizado los pasos anteriores.

Una vez terminado la “fase preparativa” para iniciar la práctica se inicia con las actividades de LabTutor sobre EEG.

Actividad 1: Reconocimiento de artefactos

En este ejercicio se hizo un análisis sobre la actividad eléctrica cerebral pero teniendo en cuenta que en las ondas observadas a lo largo del ejercicio puede apreciarse la presencia de grandes elevaciones y depresiones que están por fuera de una amplitud normal a lo cual se le denomina artefacto. Un artefacto en EEG son alteraciones que se deben a múltiples causas tales como los movimientos oculares, musculares, respiración, pulso, resistencia de la piel, electrodo, etc. Y no siempre indica patología.

En el panel de LabTutor se visualiza un pequeño concepto teórico sobre las cualidades de cada una de las ondas en EEG.

Procedimiento: Actividad 1.

1. Se recomienda al paciente que se siente cómodamente y sin pensar en nada.

2. Una vez despejada la mente del paciente y verificando que los electrodos estén bien puestos.

3. Luego de revisar que todo esté bien nos dispusimos a iniciar la actividad dándole clic al botón “Iniciar”.

4. Después de iniciar el registro eléctrico se le pidió al voluntario que abriera los ojos y una vez que los abriera se le pidió que los moviera lateralmente

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fijando la mirada sin mover la cabeza sobre un lápiz que uno de nuestros compañeros sostenía y movía hacia direcciones laterales.

5. Después de haber hecho el ejercicio se dio clic en el botón “pausa” y posteriormente se le pidió al voluntario que descansara.

Actividad 2: Ritmos alfa y beta

En esta parte del experimento se analiza y se examinan las ondas alfa y beta en el EEG y el efecto que se genera sobre esta al tener los ojos abiertos y cerrados.

Procedimiento: Actividad 2.

1. Primero se debe asegurar que el voluntario esté descansando tranquilo y relajado con ambos ojos abiertos.

2. Una vez obtenido lo mencionado en (1) se hace clic en iniciar.

3. Pasado 30 segundos desde que se le inició a registrar la actividad electroencefalográfica con los ojos abiertos se procedió a detener el registro e inmediatamente se procedió a escribir en el panel “cerrados” y se le pidió al voluntario que cerrara los ojos al tiempo que se detuvo el registro.

4. Luego se procedió a escribir en el panel “abierto” después de detener la actividad electroencefalográfica e inmediatamente se le pidió al voluntario que abriera los ojos para iniciar nuevamente el registro con los ojos cerrados.

5. Por unos segundos se siguió registrando y luego se hizo clic en “parar”.

Nota: El ejercicio debía repetirse por tres veces para analizar los resultados.

Actividad 3: La actividad mental

En el ejercicio 3 se procedió a realizar un estudio sobre cómo influye la tarea aritmética mental sobre la actividad de las ondas alfa y beta con los ojos cerrados.

Procedimiento: Actividad 3

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1. Para comenzar la prueba hay que asegurarse de que el paciente esté relajado y con ambos ojos cerrados antes de realizar las operaciones.

2. Una vez el paciente esté en estado de concentración se procede a hacer clic en iniciar después de haber escrito el comentario

3. Después de aproximadamente de 30 segundos de ritmo alfa sostenido, se le dio al voluntario las siguientes instrucciones:

Cuando se le indique, comenzar a restar consecutivamente 7 partiendo de un número arbitrario, y siguiendo las instrucciones de PowerLab se le asignó el número 100 al voluntario y se le recomendó que realizara las operaciones sin decirla, solo pesándola.

4. Antes de que se le instruya al voluntario a realizar las operaciones se agrega una nota en la que diga “matemática”.

5. Después de los 30 segundos aproximadamente de que el voluntario iniciara a hacer los cálculos se le dio la orden para que detuviera los cálculos y se relajara.

6. Unos segundos después de que el voluntario detuviera las operaciones mentales se procedió a detener el registro

7. El procedimiento en últimas se debió repetir 3 veces pero por motivos de interpretación no se siguió este paso para lo cual se tomó el registro del grupo 2 para poder distinguir las variaciones.

Actividad 4: Estimulación auditiva:

En este ejercicio se examinaran los efectos de diversos tipos y volúmenes de música sobre los ritmos alfa y beta mientras los ojos están cerrados.

Se realizó la actividad con cuatro dos tipos de músicas a diferente volumen:

Música suave (clásica) bajo volumen Música suave (clásica) alto joven Música intensa (rock) bajo volumen Música intensa (rock) alto volumen

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Para el inicio de la medición de la actividad eléctrica el voluntario debe estar con los ojos cerrados, se hace por 30 segundos y se repite el procedimiento para cada tipo de volumen y música.

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INFORME

Nombre o ID delestudiante

Iniciado Ahora

Andrés FelipeMoreno Quiñones

11:0025 de Octubre del 2013

13:0025 de Octubre del 2013

Usuario: Grupo – Mesa 3Computador: INGFISIOLOGO

Ejercicio 1. Reconocimiento de artefactos.

1. Utilizando los botones de compresión horizontal y la barra de desplazamiento, muestre un ejemplo de artefacto en su registro de EEG

Gráfica (1)

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Como se alcanza a observar en la gráfica (1) se puede apreciar la presencia de artefactos (señalados en el recuadro rojo) que indican registros no electroencefalográficos ya que como se indica en LabTutor que raramente las señales EEG superan intensidades de 50 o -50 uV y que por lo tanto pueden estar relacionadas con el parpadeo, movimientos oculares y de la cabeza a lo cual se le denomina artefacto.

2. indique tres fuentes de artefactos en los registros de EEG y el ritmo en el cual estos artefactos son más prevalentes

Hay tres causas corrientes de artefactos que se han indicado y que corresponde a la actividad electromiográfica de los músculos de la cara y el cráneo, potenciales derivados de la rotación de los ojos (señales electro-oculográficas) o movimientos mecánicos de los electrodos especialmente el occipital, cuya sujeción es insegura debido al cabello.

Ejercicio 2. Ritmo alfa y betaGráfica (2) Ritmo alfa y beta con los ojos abiertos y cerrados.

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1. ¿En qué condiciones se apreció la onda alfa con mayor claridad?

La onda alfa se aprecia con mayor claridad cuando la persona se encuentra con los ojos cerrados, en ese momento vemos que hay un incremento en la intensidad de las ondas. Si analizamos en el cuadro (2) nos damos cuenta que en el momento en el que el voluntario se encontraba con los ojos cerrados hay un aumento en la amplitud y en la frecuencia de las ondas, en donde la tabla de las “ondas alfas ojos abiertos” hay una frecuencia media de 10.25 Hz y una amplitud media de 3.03 uV, mientras que la tabla de las “ondas alfas ojos cerrados” encontramos una frecuencia media de 22.67 Hz y una amplitud de 7.52 uV representando así con mayor claridad las ondas en el trazado del EEG.

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2. ¿Qué piensa que indican las ondas alfa?

En nuestro concepto pensamos que las ondas alfas representa el estado de relajación o de vigilia en las personas, debido al cambio de la frecuencia y la amplitud observada en la gráfica (2) ante los cambios de estados neurológicos del voluntario.“Las ondas alfas son ondas rítmicas, con una frecuencia entre 8 y 13 ciclos por segundo, y que están presentes en el EEG de casi todos los adultos normales mientras permanecen despiertos y en un estado de reposo tranquilo en su actividad cerebral” (Guyton and Hall, 2011).

Por otro lado se menciona que las personas cuando se relajan más durante la EEG tenemos que la frecuencia disminuye y la amplitud aumenta, pero en el análisis nos dimos cuenta que el valor de la frecuencia aumentaba también por ende se concluyó que hubo alguna alteración relacionada con el registro de la EEG.

Ejercicio 3. Efectos de la actividad de la mental

Gráfica (3) Actividad mental en operaciones matemáticas.

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1. ¿Cuál es el efecto de la aritmética mental en las ondas alfa?

Como vemos en el diagrama de barras podemos apreciar un aumento en la amplitud cuando el voluntario comienza las operaciones aritméticas y con respecto a la frecuencia se puede observar que hay una disminución leve en la frecuencia cuando inicia los cálculos.

2. ¿Cómo explica sus hallazgos?

Evidentemente tanto la tabla como la gráfica nos da una apreciación de una diferencia marcada en el comportamiento de las ondas, es más parece sugerir que durante los procesos aritméticos no hubo cambios significativos que apoyen lo que la literatura sugiere; además también es algo no esperado la forma como la amplitud de las ondas alfa aumenta considerablemente cuando se realizaba la operación matemática; la obtención de estos datos probablemente se debe en primer lugar a que la persona se encontraba con los ojos cerrados lo cual posiblemente le otorgaba cierto grado de tranquilidad, lo que influyó en el registro, por otro lado el hecho de requerir que la persona estuviera atenta escuchando las preguntas demandan indiscutiblemente actividad cerebral, también se puedo alterar el registro porque la persona se movió o por el ruido del sitio en el cual se estaba realizando la prueba.

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Actividad 4: Efectos de la estimulación auditivaGráfica (4). Actividad cerebral durante la estimulación auditiva.

Ondas Alfa

Condición Amplitud(µV)

Frecuencia (Hz)

No Música 19,65 9,00Clásica, bajo

20,30 10,00

No Música 19,65 10,00Clásica, alto

28,26 10,00

No Música 17,92 11,00Rock, bajo 20,41 11,00No Música 17,92 9,00Rock, alto 17,95 10,00

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Tabla 1. Ondas alfa para diversos tipos de música y volumen.

Tabla 2. Ondas beta para diversos tipos de música y volumen

Ondas Beta

Condición Amplitud (µV)

Frecuencia (Hz)

No Música 15,86 21,00Clásica, bajo

13,33 20,00

No Música 15,86 21,00Clásica, alto

15,42 21,00

No Música 11,71 20,00Rock, bajo 16,17 21,00No Música 11,71 20,00Rock, alto 15,08 19,00

1. ¿Qué efectos tuvieron los distintos tipos de música sobre la actividad de las ondas alfas?

En el gráfico podemos observar que:

La no presencia de música representó que la frecuencia y la longitud en las ondas alfas se mantuvieran relativamente iguales

La música clásica de bajo volumen representó un incremento en la amplitud de alfa y un ligero aumento sobre su frecuencia

La música clásica de alto volumen representó un incremento grande en la amplitud alfa mientras que la frecuencia permaneció igual que en el caso de la música clásica con bajo volumen.

Rock con volumen bajo desencadenó una disminución en la amplitud alfa con respecto a la frecuencia alfa en la música clásica con alto volumen

Rock con volumen bajo produjo el menor valor con respecto a las 4 amplitudes alfa, y con respecto a la frecuencia alfa permaneció igual que las frecuencias alfa para la música clásica.

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2. ¿Cómo explica sus hallazgos?

Debido a que las ondas alfas están activas por los estados de relajación y en calma, y a su vez el estado de alerta está disminuido, se podría decir que la música no es un suficiente estímulo para desencadenar un aumento en la frecuencia de la onda alfa. Cabe mencionar también que con respecto a la amplitud hay un estado de disminución del estímulo auditivo dado que se altera el estado relativo de relajación en el  que se encontraba  el paciente antes de escuchar música, esto hace que la amplitud de las ondas alfa disminuya ya que el paciente ha entrado en un estado más activo.

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CONCLUSIONES Se reconoció la importancia clínica que tiene la realización de un

electroencefalograma para el correcto diagnóstico de diferentes tipos de trastornos en la conducción eléctrica neuronal de la corteza cerebral

Aprendimos los diferentes tipos de ondas que podemos encontrar en un registro electroencefalográfico dependiendo del nivel de actividad que la persona a quien se realiza el examen diagnostico tenga en el momento

Pudimos observar las diferencias graficas cuando el paciente era estimulado por diferentes tipos de señales como música, luz, etc.

El registro electroencefalográfico permite conocer la integridad del funcionamiento nervioso cuando en clínica podríamos sospechar de trastornos desequilibrantes en el conjunto del sistema nervioso central.

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BIBLIOGRAFÍA

Cardinali, D. (2007). Neurociencia aplicada: sus fundamentos (1 ed.). Buenos Aires, Argentina: Médica Panamericana.

Ganong, W. (1990). Fisiología Médica (12 ed.). México: Manual Moderno.

Ediciones Rialph S.A., Electroencefalografía.(en línea)Ediciones Rialph S.A. 2011 Disponile en: http://www.canalsocial.net/ger/ficha_GER.asp?id=9664&cat=medicinaLicencia: Canal Social. Montané Comunicación S.L. 27 de Octubre 2013.

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