Activitatea bioelectrica corticala

Activitatea bioelectrica corticala

1 Electroencefalograma (EEG)

Activitatea bioelectrica corticala este evidentiata cu ajutorul electroencefalogramei (EEG) si a potentialelor evocate corticale. Primele cercetari sistematice asupra curentilor electrici corticali au fost efectuate in 1929 de catre psihiatrul vienez Hans Berger cu ajutorul galvanometrului cu coarda.

Pentru inregistrarea acestor curenti corticali, electrozii erau aplicati direct pe creier, in cursul operatiilor neurochirurgicale. Datorita dezvoltarii aparaturii electronice, a posibilitatilor de amplificare a acestor curenti cu valori de microvolti (μV i.e. 10^-6), inregistrarile EEG se fac prin aplicarea electrozilor direct pe scalp. Mai mult, prin dezvoltarea tehnicii de calcul, se poate face analiza spectrala a undelor electrice corticale in functie de frecventa, amplitudine si zona corticala unde aceste unde apar cu precadere. Se disting patru tipuri principale de unde notate cu α, β, θ si δ. Fiecare unda are o anumita frecventa si amplitudine, precum si o anumita zona de proiectie corticala unde se inregistreaza cu precadere.

Undele α apar la o persoana somnolenta, cu ochii inchisi, izolata de mediul inconjurator si sunt unde sinusoidale a caror amplitudine creste si apoi descreste periodic. Ele sunt fusiforme, de unde si denumirea lor de fusuri alfa. Un fus se extinde pe 0,5-2 s. Undele α apar sincron in cele doua emisfere si au o frecventa cuprinsa intre 7-14 Hz, cu amplitudine ce variaza intre 15-30 μV. Se inregistreaza mai frecvent in zona occipitala. Undele α apar la copil in jurul varstei de 11 ani.

Cand persoana deschide ochii sau i se aplica un semnal sonor apare un ritm β. Aceasta reactie de blocare a ritmului α se numeste reactie de atenuare. Undele β sunt asincrone, ele nu apar deodata pe zonele omoloage ale celor doua emisfere, motiv pentru care acestea sunt caracterizate de desincronizarea activitatii cerebrale. Undele β au o amplitudine redusa si frecventa mare. Frecventa undelor β este cuprinsa intre 14-30 Hz sau chiar mai mult, cu o amplitudine redusa de 5-10 μV. Ele tradeaza activarea scoartei, evidentiindu-se mai ales in zona scizurii centrale a lui Rollando.

Undele θ au o frecventa de 4-6 Hz si o amplitudine de 50-70 μV. La adult, ele sunt mascate de catre undele α. Undele θ sunt caracteristice copiilor. Se inregistreaza cu preponderenta in zona temporala. La adult, ele apar in conditii de frustare, in indispozitii sau in unele faze ale somnului.

Undele δ au o frecventa cuprinsa intre 0,5-3 Hz, cu o amplitudine de 100-300 μV. Aceste unde apar la adult in anumite faze ale somnului. Prezenta lor pe EEG in perioada de veghe este considerata patologica.

1.1 Originea EEG

Undele EEG provin din straturile superficiale ale scoartei. Simpla descarcare a unui neuron sau a unei fibre nervoase nu poate fi inregistrata la suprafata. Pentru geneza EEG este necesara descarcarea simultana a mai multor neuroni. In zona superficiala a scoartei exista numeroase arborizatii dendritice situate perpendicular. In zona arborizatiilor dendritice ale scoartei se inregistreaza variatii de potential intre 10 si 100 μV, datorita potentialelor postsinaptice inhibitorii si excitatorii. Sincronizarea lor se poate produce datorita interventiei formatiunilor subcorticale si, in primul rand, a talamusului. Pe creierul izolat undele α dispar de pe EEG, deci, cand regiunile subcorticale sunt decuplate, nu mai apar unde α pe EEG. In pulvinar, se produc descarcari ritmice identice cu ritmul α. Distrugerea unilaterala a talamusului determina disparitia undelor α de pe emisfera cerebrala ipsilaterala.

Undele β asincrone se pot induce pe EEG stimuland caile specifice pana la mezencefal. Prin stimularea nucleilor specifici din talamus sau a proiectiilor specifice din scoarta nu apare desincronizarea EEG. Stimularea cu un curent de inalta frecventa a zonei tegmentului mezencefalic, care face parte din sistemul activator ascendent al formatiunii reticulare, determina o activare difuza a scoartei si trezirea animalului adormit, denumita reactie de trezire sau arousal. Se admite ca desincronizarea EEG exprima intensificarea activitatii globale corticale (i.e. trezire, orientare, atentie), pe cand sincronizarea EEG exprima diminuarea acestei activitati. Sincronizarea activitatii electrice corticale este atribuita neuronilor corticali si unor structuri subcorticale, indeosebi nucleilor medieni ai talamusului, responsabili in principal pentru ritmul sincron α. Distrugerea formatiunii reticulare mezencefalice determina disparitia undelor asincronice β si, totodata, determina intrarea intr-o stare comatoasa a animalului.

Originea undelor θ se presupune a fi in sistemul limbic, mai ales in hipocamp, unde se inregistreaza cu preponderenta unde θ. Undele δ sunt de origine corticala. Ele sunt prezente si in fragmentele de scoarta cerebrala a caror irigatie este mentinuta de vasele meningeale.

1.2 Variatiile EEG

Cand vorbim de normalitatea unui traseu EEG avem in vedere aspectul sau diferit dupa varsta, dupa starea de veghe sau de somn, in repaus sau activitate, in functie de starea psihica.

Traseul EEG la adult este format, in stare de veghe si repaus psihomotor, din ritmuri α in regiunile posterioare si β in regiunile anterioare. In proportie de 10-15% se poate constata in regiunile temporale si un ritm θ.

Traseul EEG la copii este in functie de varsta acestora. In mod sintetic se poate afirma ca varstele mici se situeaza in frecventele joase (unde de tip δ), iar, cu inaintarea in varsta, incep sa predomine frecventele mai inalte (undele α si β). Deci, maturitatea cerebrala poate fi corelata cu frecventa.

Traseul EEG la senescenta se caracterizeaza printr-o scadere a incidentei, frecventei si amplitudinii undelor α. Creste incidenta ritmului θ, cu tendinta de migrare anterioara a ritmului α.

2 Potentialele evocate corticale

Scoarta cerebrala are o activitate electrica continua. Pe langa aceasta, se pot inregistra potentiale evocate determinate de stimularea brusca a receptorilor senzoriali, a cailor aferente specifice, a nucleilor de releu sau chiar a cortexului. Potentialele evocate au putut fi evidentiate in inregistrarile EEG de rutina, la care s-a observat aparitia unor descarcari electrice in urma stimularii unei cai senzoriale. Initial, au fost inregistrate doar raspunsuri nespecifice, sub forma unor descarcari tranzitorii asociate mai mult sau mai putin evident cu activitatea electrica de fond. Din categoria acestor raspunsuri, cand vom prezenta activitatea electrica din cursul somnului, vom descrie complexul K. Acesta este format dint-o unda lenta bifazica pe a carei panta descendenta apar fusurile de somn. Acest complex apare spontan in stadiul II de somn lent sau in starea de coma, ca reactie la un stimul neasteptat (e.g. pronuntarea numelui unei persoane in somn lent sau in stare de coma determina aparitia complexului K pe EEG).