Breve historia y antecedentes

Los primeros registros neurofisiológicos conocidos de animales fueron realizados por Richard Caton en 1875. La llegada del registro de la actividad eléctrica de los seres humanos tardó medio siglo más en producirse. Hans Berger, un psiquiatra alemán, fue el pionero del EEG en humanos en 1924. El EEG es una técnica electrofisiológica para el registro de la actividad eléctrica procedente del cerebro humano. Dada su exquisita sensibilidad temporal, la principal utilidad del EEG es la evaluación del funcionamiento cerebral dinámico. El EEG es especialmente útil para evaluar a pacientes con sospecha de convulsiones, epilepsia y episodios inusuales. Con ciertas excepciones, prácticamente todos los pacientes con epilepsia mostrarán alteraciones EEG características durante un ataque epiléptico (registros ictal, o durante el ataque). La mayoría de los pacientes con epilepsia también muestran descargas epileptiformes (DEI) interictales (o entre crisis) características, denominadas descargas en espiga (<70 μseg de duración), en espiga y onda, o en onda aguda (70-200 μseg de duración).

El EEG también se ha adoptado para otras indicaciones clínicas. Por ejemplo, el EEG puede utilizarse para monitorizar la profundidad de la anestesia durante los procedimientos quirúrgicos; dada su gran sensibilidad para mostrar los cambios repentinos en el funcionamiento neuronal, incluso cuando se producen por primera vez, ha demostrado ser bastante útil en este entorno para la monitorización de posibles complicaciones como la isquemia o el infarto. Las formas de onda del EEG también pueden promediarse, dando lugar a los potenciales evocados (PE) y a los potenciales relacionados con eventos (PRE), potenciales que representan la actividad neuronal de interés que está relacionada temporalmente con un estímulo específico. Los PE y los PRE se utilizan en la práctica clínica y en la investigación para el análisis del funcionamiento visual, auditivo, somatosensorial y cognitivo superior.

Se cree que el EEG es generado principalmente por las neuronas piramidales corticales de la corteza cerebral que están orientadas perpendicularmente a la superficie del cerebro. La actividad neural detectable por el EEG es la suma de los potenciales postsinápticos excitatorios e inhibitorios de grupos relativamente grandes de neuronas que se disparan de forma sincronizada. El EEG convencional registrado en el cuero cabelludo o en la superficie cortical no puede registrar los cambios momentáneos del potencial de campo local que surgen de los potenciales de acción neuronal. Consulte el Apéndice 1 para obtener más detalles sobre los principios neurofisiológicos que subyacen al EEG.

Una desafortunada realidad del EEG es que la actividad cerebral puede verse abrumada por otra actividad eléctrica generada por el cuerpo o en el entorno. Para que se vea en la superficie del cuero cabelludo, los minúsculos voltajes del EEG generados por el cerebro deben pasar primero por múltiples filtros biológicos que reducen la amplitud de la señal y extienden la actividad del EEG más allá de su vector fuente original. Los voltajes cerebrales deben atravesar el cerebro, el LCR, las meninges, el cráneo y la piel antes de llegar al lugar de grabación donde pueden ser detectados. Además, otra actividad eléctrica generada biológicamente (por los músculos del cuero cabelludo, los ojos, la lengua e incluso el corazón distante) crea potenciales de voltaje masivos que con frecuencia abruman y oscurecen la actividad cerebral. Los desprendimientos temporales de los electrodos de registro (denominados artefactos “electrod pop”) pueden erosionar aún más el EEG, o incluso imitar ritmos cerebrales y convulsiones. La conclusión es que los artefactos eléctricos biológicos y ambientales suelen interferir en la capacidad del intérprete para identificar con precisión tanto los ritmos normales como los patrones patológicos. Afortunadamente, los artefactos poseen muchas características distintivas que son fácilmente identificables por observadores cuidadosos y bien entrenados. En el Apéndice 4 se muestran varios ejemplos de artefactos que se encuentran habitualmente durante el registro del EEG.

Una pantalla típica de EEG grafica los voltajes en el dominio vertical y el tiempo en el dominio horizontal, proporcionando una visualización casi en tiempo real de la actividad cerebral en curso (Figura 1). Con el registro y la revisión digital, el intérprete puede cambiar varios aspectos de la visualización del EEG para mayor comodidad e inteligibilidad de los datos. El intérprete puede ajustar la sensibilidad (también conocida como “ganancia”) del registro, en microvoltios por milímetro, para aumentar o reducir la altura de visualización de las formas de onda. También se puede modificar la cantidad de tiempo que se muestra, que a veces se denomina época y que antes se conocía como “velocidad del papel”. Los intervalos más cortos pueden visualizarse con unos pocos segundos en la pantalla del ordenador, lo que supone una clara ventaja para la visualización de eventos EEG muy breves, como los picos epileptiformes. A la inversa, la escala de tiempo puede ampliarse para mostrar segmentos más largos de EEG a lo largo de varios minutos para observar descargas rítmicas de evolución lenta. Los filtros digitales también pueden aplicarse para reducir los artefactos en determinados escenarios, pero deben utilizarse con mucha precaución, ya que también filtran la actividad del EEG de interés y pueden distorsionar gravemente las formas de onda del EEG.

El EEG utiliza el principio de la amplificación diferencial, o registro de las diferencias de voltaje entre distintos puntos utilizando un par de electrodos que compara un lugar de exploración activo con otro electrodo de referencia vecino o distante. Sólo mediante la medición de las diferencias de potencial eléctrico se generan formas de onda de EEG discernibles. Por convención, cuando el electrodo explorador activo (denominado G1, por “Grid 1”, una convención histórica de la amplificación analógica) es más negativo que el electrodo de referencia (G2), el potencial del EEG se dirige por encima del meridiano horizontal (es decir, una onda ascendente), mientras que si ocurre lo contrario, cuando el electrodo de referencia es más negativo, el vector de potencial del EEG se dirige por debajo del meridiano horizontal (potencial descendente). Otras posibilidades de polaridad se muestran en la Figura 2.

Una técnica relacionada con el EEG es la MEG, que no registra la actividad eléctrica, sino que utiliza sensores para captar los campos magnéticos generados por el cerebro. La MEG proporciona información complementaria al EEG al demostrar la actividad de los dipolos cerebrales magnéticos. Dado que los campos magnéticos están menos degradados por los filtros biológicos de la cabeza que la actividad eléctrica, los dipolos de la MEG pueden producir localizaciones más precisas de los generadores epileptiformes cerebrales que la EEG. Una revisión detallada de la MEG está fuera del alcance de esta revisión. Se remite al lector interesado a la excelente literatura reciente sobre el tema (1-3). Véase la Figura 3 para un ejemplo de MEG.