Brief History and Background

Primele înregistrări neurofiziologice cunoscute ale animalelor au fost efectuate de Richard Caton în 1875. Apariția înregistrării activității electrice a ființelor umane a avut nevoie de încă o jumătate de secol pentru a se produce. Hans Berger, un psihiatru german, a fost un pionier al EEG la oameni în 1924. EEG este o tehnică electrofiziologică de înregistrare a activității electrice care provine din creierul uman. Având în vedere sensibilitatea sa temporală rafinată, principala utilitate a EEG este în evaluarea funcționării dinamice a creierului. EEG este deosebit de util pentru evaluarea pacienților cu suspiciune de convulsii, epilepsie și stări neobișnuite. Cu anumite excepții, practic toți pacienții cu epilepsie vor prezenta modificări EEG caracteristice în timpul unei crize epileptice (înregistrări ictale, sau în timpul crizei). Majoritatea pacienților cu epilepsie prezintă, de asemenea, descărcări epileptiforme (IED) caracteristice interictale (sau între crize) denumite descărcări de tip spike (<70 μsec), spike and wave sau sharp-wave (70-200 μsec).

EEG a fost, de asemenea, adoptat pentru alte câteva indicații clinice. De exemplu, EEG poate fi utilizat pentru a monitoriza profunzimea anesteziei în timpul procedurilor chirurgicale; având în vedere marea sa sensibilitate în a arăta schimbările bruște ale funcționării neuronale chiar în momentul în care acestea apar pentru prima dată, s-a dovedit a fi destul de util în acest context pentru monitorizarea potențialelor complicații, cum ar fi ischemia sau infarctul. Formele de undă EEG pot fi, de asemenea, mediate, dând naștere la potențiale evocate (EP) și potențiale legate de eveniment (ERP), potențiale care reprezintă activitatea neuronală de interes care este legată temporal de un stimul specific. EPs și ERPs sunt utilizate în practica clinică și în cercetare pentru analiza funcționării vizuale, auditive, somatosenzoriale și cognitive superioare.

Se consideră că EEG-ul este generat în principal de neuronii piramidali corticali din cortexul cerebral care sunt orientați perpendicular pe suprafața creierului. Activitatea neuronală detectabilă prin EEG este însumarea potențialelor postsinaptice excitatorii și inhibitorii ale unor grupuri relativ mari de neuroni care trag în mod sincron. EEG-ul convențional înregistrat la nivelul scalpului sau al suprafeței corticale este incapabil să înregistreze modificările momentane ale potențialului de câmp local care rezultă din potențialele de acțiune neuronale. Vă rugăm să consultați Anexa 1 pentru mai multe detalii despre principiile neurofiziologice care stau la baza EEG.

O realitate nefericită a EEG este că activitatea cerebrală poate fi copleșită de altă activitate electrică generată de corp sau în mediul înconjurător. Pentru a fi văzute pe suprafața scalpului, minusculele tensiuni EEG generate la nivel cerebral trebuie să treacă mai întâi prin mai multe filtre biologice care atât reduc amplitudinea semnalului, cât și împrăștie activitatea EEG mai mult decât vectorul său sursă original. Tensiunile cerebrale trebuie să traverseze creierul, LCR, meningele, craniul și pielea înainte de a ajunge la locul de înregistrare unde pot fi detectate. În plus, alte activități electrice generate biologic (de către mușchii scalpului, ochi, limbă și chiar de către inima îndepărtată) creează potențiale masive de tensiune care, în mod frecvent, copleșesc și ascund activitatea cerebrală. Desprinderile temporare ale electrozilor de înregistrare (așa-numitul artefact “electrode pop”) pot eroda și mai mult EEG-ul, sau chiar imita ritmuri cerebrale și convulsii. Concluzia este că artefactele electrice biologice și de mediu interferează frecvent cu capacitatea interpretului de a identifica cu acuratețe atât ritmurile normale, cât și modelele patologice. Din fericire, artefactele posedă multe caracteristici distinctive care sunt ușor de identificat de către observatori bine pregătiți și atenți. Vă rugăm să consultați Anexa 4 pentru câteva exemple de artefacte întâlnite în mod obișnuit în timpul înregistrării EEG.

Un afișaj EEG tipic graficează tensiunile pe domeniul vertical și timpul pe domeniul orizontal, oferind o vizualizare aproape în timp real a activității cerebrale în desfășurare (Figura 1). Cu înregistrarea și revizuirea digitală, interpretul poate modifica mai multe aspecte ale afișajului EEG pentru comoditate și inteligibilitate a datelor. Interpretul are posibilitatea de a regla sensibilitatea (cunoscută și sub numele de “câștig”) înregistrării, în microvolți pe milimetru, pentru a crește sau a reduce înălțimea de afișare a formelor de undă. Se poate modifica, de asemenea, cantitatea de timp afișată, care este uneori menționată ca epocă și care era cunoscută ca “viteza hârtiei”. Intervale mai scurte pot fi vizualizate cu câteva secunde pe ecranul unui computer, un avantaj distinct pentru vizualizarea evenimentelor EEG foarte scurte, cum ar fi vârfurile epileptiforme. În schimb, scara de timp poate fi extinsă pentru a afișa segmente mai lungi de EEG pe parcursul mai multor minute pentru a examina descărcările ritmice cu evoluție lentă. Filtrele digitale pot fi, de asemenea, aplicate pentru a reduce artefactul în anumite setări, dar trebuie utilizate cu mare precauție, deoarece acestea filtrează, de asemenea, activitatea EEG de interes și pot distorsiona grav formele de undă EEG.

EEG utilizează principiul amplificării diferențiale, sau înregistrarea diferențelor de tensiune între diferite puncte folosind o pereche de electrozi care compară un loc activ de explorare a electrodului cu un alt electrod de referință vecin sau îndepărtat. Numai prin măsurarea diferențelor de potențial electric sunt generate forme de undă EEG perceptibile. Prin convenție, atunci când electrodul activ de explorare (denumit G1, de la “Grid 1”, o convenție istorică din amplificarea analogică) este mai negativ decât electrodul de referință (G2), potențialul EEG este direcționat deasupra meridianului orizontal (adică o undă ascendentă), în timp ce, dacă este adevărat contrariul, când electrodul de referință este mai negativ, vectorul potențial EEG este direcționat sub meridianul orizontal (potențial descendent). Alte posibilități de polaritate sunt prezentate în figura 2.

O tehnică înrudită cu EEG este MEG, care nu înregistrează activitatea electrică, ci, mai degrabă, utilizează senzori pentru a capta câmpurile magnetice generate de creier. MEG oferă informații complementare la EEG prin demonstrarea activității dipolilor magnetici cerebrali. Deoarece câmpurile magnetice sunt mai puțin degradate de filtrele biologice ale capului decât activitatea electrică, dipolii MEG pot produce localizări mai precise ale generatoarelor epileptiforme cerebrale decât EEG. O analiză detaliată a MEG depășește scopul acestei analize. Cititorul interesat este trimis la literatura recentă excelentă pe această temă (1-3). A se vedea figura 3 pentru un exemplu de MEG.

.