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Sistemas Biológicos (66.49) Nociones básicas sobre EEG

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Nociones Básicas sobre EEG Monitorización de la función cerebral Se puede utilizar la monitorización eléctrica del cerebro para detectar cambios en la función neuronal provocados por un daño neuronal tras un traumatismo. El EEG (electroencefalograma) y los EPs (potenciales evocados) responden rápidamente a los cambios que se producen en la fisiología cerebral y permiten una valoración no-invasiva de la función cerebral. Origen del EEG

Las neuronas se comunican entre ellas emitiendo impulsos eléctricos. Las señales entran a través de las dendritas y son enviadas a las neuronas más próximas a través del axón. Estos impulsos son muy pequeños, pero cuando millones de neuronas trabajan juntas, su actividad se puede registrar desde la superficie del cuerpo como un voltaje, de forma muy parecida a como se hace con el ECG.

Fig 1 - Comunicación entre neuronas


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Fig 2 - Comunicación entre neuronas

El electroencefalograma (EEG) mide la actividad eléctrica espontánea de la corteza cerebral. En un cerebro sano, la actividad es muy similar en las diferentes regiones del cerebro. El EEG normal depende de la edad y del estado del despertar, y cambia de forma muy marcada durante la niñez. El EEG no tiene un modelo constante de aparición, como el QRS en el ECG, pero puede ser descrito de manera bastante precisa como la superposición de varios modelos de ondas continuas. En ocasiones, resulta muy difícil diferenciar la actividad real del cerebro de otros ruidos aleatorios.

Principio de las mediciones de EEG

Básicamente, el EEG se mide de la misma forma a como se hace para el ECG, como una diferencia de voltaje entre dos electrodos. La amplitud del EEG, tal y como se registra en la superficie del cráneo, normalmente es de un rango de 100 microvoltios, por lo tanto, de aproximadamente una décima parte de la amplitud del ECG. Evidentemente, este hecho obliga a que las mediciones sean las correctas en un entorno ruidoso, como pueda ser el del quirófano o el de la UCI.

Para poder medir una señal tan pequeña, primero hay que cerciorarse de que el contacto entre el electrodo y la piel sea el correcto. La piel suele estar preparada, lo que significa que se limpian la grasa y las células muertas de la superficie cutánea para mejorar así el contacto. También se suele utilizar un gel o pasta conductora para lograr un mejor contacto.

Una vez hechos todos los preparativos, hay entonces una manera de hacer una valoración del contacto, que consiste en medir la impedancia entre el electrodo y la piel. Para conseguir unos buenos resultados, la impedancia no debería estar muy por encima de los 5 kilo-ohmios. Aunque se puede continuar adelante con las mediciones cuando el valor de la impedancia está por encima de 10 kilo-ohmios.


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Al igual que sucede con el ECG, también para el EEG hay unas localizaciones normalizadas donde se colocan los electrodos: es el sistema internacional 10-20 que se muestra en la Figura 3, más adelante. No ha de perderse el tiempo en intentar memorizarlas todas, ya que ni siquiera los médicos y las enfermeras son capaces de recordarlas. Pero como ayuda, no obstante, conviene aclarar que:

• los electrodos con números impares están situados al lado izquierdo y los que tienen números pares, al lado derecho.

• los números van aumentando cuando nos movemos hacia fuera desde el centro • las letras que están delante del número guardan relación con los lóbulos:

o T de temporal o C de central o P de parietal o Z de los electrodos que están en la línea central

Existen dos maneras de colocar los electrodos para realizar las mediciones, es decir, de hacer la configuración de un montaje: de una forma referencial y de un forma bipolar.

Referencial quiere decir que la referencia para cada uno de los electrodos es la misma que para el resto de los electrodos; es decir, cuando se registran cuatro señales de EEG con nuestro módulo de 4 canales de EEG, los electrodos se pueden colocar siguiendo, por ejemplo, lo que se indica en la Figura 3 siguiente. Las cuatro ondas de la pantalla se medirán, por tanto, de la siguiente forma:

• Canal 1: entre F3 y Cz • Canal 2: entre F4 y Cz • Canal 3: entre P3 y Cz • Canal 4: entre P4 y Cz

Esto hace que se necesiten 5 electrodos. El electrodo a tierra debe también estar incluido, por lo que se necesitan realmente 6 electrodos o latiguillos.

Bipolar significa que cada canal tiene su propia referencia. Un ejemplo de un montaje bipolar de cuatro canales es el de la Figura 4:

• Canal 1: entre F3 y C3 • Canal 2: entre F4 y C4 • Canal 3: entre P3 y O1 • Canal 4: entre P4 y O2

Con el electrodo a tierra, se necesitan, pues, 9 electrodos o latiguillos.

Si sólo se utilizan 2 canales, entonces hay, o bien 4 electrodos (2 de medición, 1 de referencia y 1 de tierra), o bien 5 electrodos (2 de medición, 2 de referencia y 1 de tierra).


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Fig 3 - Colocación de electrodos en forma referencial

Fig 4 - Colocación de electrodos en forma bipolar

¿Cómo se define el EEG?

El EEG se define en términos de:

• frecuencia • amplitud • ritmos y modelos • simetría o asimetría • reactividad a estímulos sensoriales


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El análisis espectral actualmente se suele hacer mediante la Transformada Rápida de Fourier (FFT), la cual coge un trozo de EEG como “entrada (input)” y produce un espectro como “salida (output)”.

El espectro se puede visualizar como una curva con la frecuencia en hertzios (Hz) sobre el eje horizontal y la amplitud o potencia sobre el eje vertical.

Fig 5 - Espectro de frecuencia y parámetros espectrales

El espectro del EEG tradicionalmente se divide en bandas normalizadas de frecuencias:

SEF = Frecuencia de límite espectral (en el dibujo es de aproximadamente 32 Hz, lo que significa que el 95% de la potencia está por debajo)

MF = Frecuencia mediana (el 50% de la potencia está por debajo de esta frecuencia)

Además de los parámetros anteriores, las potencias absoluta y relativa en las bandas de frecuencia estándar suministran importante información a la persona encargada de interpretar el EEG. Por ejemplo, la Delta relativa, o el % de Delta se calcula dividiendo la potencia del rango de Delta entre la potencia total.

En ciertas situaciones, la actividad cerebral disminuye hasta el punto en el que las ondas delta etc. ya no existen. El resultado es un EEG plano. No obstante, entre el EEG plano y las ondas, hay una fase denominada “burst suppression” en la que la actividad varía entre la supresión, o EEG plano, y salvas que aparecen de modo ocasional. Cuantas menos salvas haya entre períodos de supresión, menos actividad tiene el cerebro. Para poder caracterizar este estado, se puede calcular el porcentaje entre el tiempo de salvas

Ondas DELTA < 4 Hz Ondas THETA 4-8 Hz Ondas ALPHA 8-13 Hz Ondas BETA > 13 Hz


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y el tiempo de supresión para un cierto intervalo de tiempo. Es lo que se denomina proporción de “burst suppression” (BSR) y se define como el tiempo (de salvas) dividido por el tiempo (de supresión) en un intervalo de tiempo de 60 segundos.

El EEG cambia de forma por muchos motivos. Los cambios que se producen de forma natural se deben a cambios en el estado de consciencia: el ser humano completamente despierto que está concentrado en realizar una tarea tiene frecuencias rápidas en su EEG, mientras que alguien que está dormido tiene ondas delta lentas en su EEG.

Nociones básicas sobre Potenciales Evocados

Mientras que el EEG representa la actividad cortical espontánea, los potenciales evocados son producidos por la estimulación del sistema nervioso utilizando medios sensoriales, eléctricos o cognitivos.

• AEP = potenciales evocados auditivos • SSEP = potenciales evocados somático-sensoriales • VEP = potenciales evocados visuales

Los potenciales evocados sensoriales (SEPs) se producen mediante estimulación del sistema sensorial. Las respuestas se originan durante la propagación de un impulso eléctrico desde la periferia al cerebro y se pueden registrar desde el cuero cabelludo, así como desde otras zonas situadas a lo largo de la anatomía, usando electrodos superficiales o colocados debajo de la dermis.

Los potenciales evocados auditivos (AEPs) reflejan la respuesta de las diferentes áreas del cerebro ante estímulos auditivos.

Los potenciales evocados visuales (VEPs) son las respuestas corticales a estímulos visuales.

Los potenciales evocados somático-sensoriales (SSEPs) son potenciales eléctricos producidos en respuesta a la estimulación del sistema nervioso por medios eléctricos. Un estímulo de onda cuadrada de 0,2 – 2 ms de duración es aplicado a un nervio periférico, como el nervio medio o el nervio tibial, y se ajusta la intensidad para producir una contracción muscular mínima.

Las amplitudes de respuesta son pequeñas, del orden de 1 microvoltio (0,5 – 5 microV), si se las compara con las del EEG. Dado que el EEG espontáneo también se está registrando durante todo este tiempo, la señal queda ocultada debajo del EEG y, por tanto, no puede extraerse directamente de la onda de EEG. Afortunadamente, sabemos que los potenciales evocados siempre tienen lugar después de que se haya aplicado un estímulo, mientras que el EEG no está relacionado con la estimulación.

El número de estímulos que se necesitan para la modalidad de estímulo individual depende del tamaño relativo de la respuesta, y oscila entre 64 y 128 estímulos para los SEPs y más de 1000 para los potenciales evocados auditivos del cerebro (BAEPs).


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Tomas intracraneales

Con electrodos implantados intracranealmente, se puede mejorar la resolución y evitar la mayoría de los artefactos. Hay 2 tipos de electrodos intracraneales:

1- Electrodos subdurales: en forma de tiras sobre el cerebro

2- Electrodos profundos: en forma de aguja para estudiar estructuras mas profundas.

Para la implantación de electrodos en el cerebro, es necesaria cirugía mayor, y su uso esta restringido a casos muy particulares.

Oscilaciones cerebrales

El estudio de diferentes tipos de ondas cerebrales y su relación con distintos tipos de patologías y funciones atrajo la atención de los investigadores desde los comienzos de la electroencefalografía. Las oscilaciones fueron divididas en bandas de frecuencia relacionadas con distintos estados cerebrales, funciones o patologías:

.Ondas alfa(7.5 – 12.5 Hz): Aparecen espontáneamente en adultos normales en estado de vigilia, bajo relajación y condiciones de inactividad mental (en términos domésticos se dice que la persona está tranquila). Se localiza en áreas posteriores.

.Ondas beta(12.5 – 30 Hz): Tienen menos amplitud que las ondas alfa y se refuerzan en estados de tensión o expectación. El distrés (exceso de estrés) provoca un aumento de la ondas de esta banda de frecuencia. Tradicionalmente se subdivide esta banda en beta1 y beta2

.Ondas theta(3.5 – 7.5 Hz): Aumentan su amplitud durante el dormir, y juegan un rol importante en la infancia y niñez. En el adulto despierto, alta actividad theta es considerada anormal y esta relacionada con distintos desordenes cerebrales.

.Ondas delta(0.5 – 3.5 Hz): Son características de niños pequeños y de las etapas de sueño profundo. Ondas delta con ciertas morfologías, localizaciones y ritmos están relacionadas con distintas patologías.

.Ondas gamma(30 – 60 Hz):Previamente sin mayor interés, ganaron popularidad luego de experimentos a nivel celular mostrando su relación con propiedades de encadenamiento de estímulos en una información perceptiva común.

EEG en epilepsia

Una importante aplicación del EEG es el estudio de la epilepsia. La aparición de picos abruptos de gran amplitud, ondas anormales, "enlentecimiento" del EEG y otros paroxismos ayudan a identificar, clasificar y localizar los ataques.


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La epilepsia es un desorden de funcionamiento normal de un grupo de neuronas que afecta al 1% de la población, caracterizada por una actividad excesiva e incontrolada de todo o parte del sistema nervioso central. Históricamente, el EEG ha sido la herramienta más útil para su evaluación, ahora complementado con los avances en técnicas de imágenes, especialmente las logradas con imágenes por resonancia magnética(MRI).

Dado que las tomas ictales( esto es, tomas durante un ataque) se obtienen raramente, el análisis del EEG de pacientes epilépticos usualmente depende de hallazgos interictales. En esos EEGs interictales, los ataques son provocados con fotoestimulación, hiperventilación y otros métodos. Sin embargo, una desventaja de estas técnicas de estimulación es que los ataques provocados no tienen necesariamente el mismo comportamiento que los espontáneos. La introducción del Video-EEG de larga duración ha sido un importante avance, no solo por la posibilidad de analizar eventos ictales, sino también por contribuir con valiosa información para la evaluación de candidatos para cirugía de epilepsia.

Fig. 6 - EEG normal de 20 canales (sistema 10-20). La flecha marca un artefacto de pestañeo.


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Fig. 7 - EEG epiléptico. Nótese como los artefactos oscurecen el gráfico.

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