Berger consiguió realizar un electroencefalograma (EEG) el 6 de julio de 1924. El procedimiento no solo revolucionó el conocimiento del cerebro, sino que permitió una amplia gama de aplicaciones clínicas, por ejemplo en el diagnóstico de la epilepsia y el TDAH (Trastorno de déficit de atención e hiperactividad).

Para el profano, un electroencefalograma tiene un aspecto un tanto extraño: se pegan a la cabeza muchas pequeñas placas metálicas, llamadas electrodos, y se conectan a un ordenador. Se supone que registran la actividad eléctrica del cerebro. En una pantalla aparecen curvas con determinados patrones, el electroencefalograma.

Por un lado, se puede influir activamente en los patrones, por ejemplo cerrando los ojos. Por otro, los expertos también pueden reconocer enfermedades como la epilepsia, en función del curso de las líneas. «Se necesita mucha pericia para distinguir el mal de cosas que solo lo parecen, pero no lo son», explica Jan Rémi, Jefe del Centro de Epilepsia del Hospital Universitario de Münich.

Para diagnosticar la epilepsia, por ejemplo, se puede realizar un electroencefalograma después de un ataque. Si las curvas muestran un patrón determinado, el paciente tiene epilepsia. Si el tratamiento farmacológico no funciona, un EEG también puede servir para determinar las regiones del cerebro en las que se origina la epilepsia y, llegado el caso, se pueden extirpar.

A futuro, chips cerebrales e inteligencia artificial

Rémi está convencido de que el ojo humano siempre seguirá siendo importante para el diagnóstico final. Pero en el futuro, la inteligencia artificial (IA) podría ser utilizada para prefiltrar líneas características, por ejemplo, que luego habría que comprobar.

Las señales de un electroencefalograma, con sus cientos y miles de ondas, ofrecen innumerables opciones de análisis que podrían analizarse mejor en el futuro con la ayuda de la IA. «Todavía estamos muy lejos de la lectura de la mente. Pero creo que en los próximos años podremos reconocer si alguien miente o no», afirma.

Para el investigador en el campo de la electroencefalografía Gyula Kovács, de la Universidad de Jena, la llegada de la IA es «el avance más importante de los últimos años en el análisis de datos de electroencefalogramas».

Esto permitió visualizar ciertas partes de la conciencia. «Eso antes no era posible en absoluto». Por ejemplo, es posible rastrear si alguien ha visto o no una serie, o si reconoce a una persona. También está la cuestión ética de hasta qué punto se aplica la técnica.

La tecnología de la empresa de implantes cerebrales Neuralink, del multimillonario estadounidense Elon Musk, también se basa en la electroencefalografía. El primer paciente recibió un implante cerebral de este tipo en enero, aunque Neuralink reconoció problemas.

En el pasado, también hubo estudios en Estados Unidos en los que las personas podían mover una mano protésica con la fuerza de sus pensamientos, afirma el neurocientífico Stefan Schweinberger, de la Universidad de Jena. Sin embargo, estos estudios eran muy complejos e invasivos. «Desde luego, no es un procedimiento que vaya a estar ampliamente disponible ni ahora ni en un futuro cercano».

Un inicio accidentado

Cuando Berger registró por primera vez la actividad eléctrica de un cerebro humano en su laboratorio de Jena el 6 de julio de 1924 -un domingo-, todo esto era aún un sueño de futuro. Casi 50 años antes ya se habían realizado grabaciones de este tipo en animales.

Considerado pedante y reacio a las críticas, Berger luchó durante mucho tiempo con sus hallazgos iniciales y no los hizo públicos hasta 1929. Un año antes, había anotado con resignación en su diario: «Llevo varios años trabajando en el supuesto encefalograma. ¿Y ahora qué? Abandonar el EEG».

A mediados de la década de 1930, sus hallazgos fueron reconocidos y tuvo notables partidarios, como el neurofisiólogo británico y Premio Nobel Edgar Douglas Adrian. Berger se dedicó a diversas aplicaciones de su descubrimiento, como los cambios del electroencefalograma en el sueño, los tumores cerebrales y la epilepsia.

Durante la época nacionalsocialista, Berger fue miembro de las SS y participó en esterilizaciones forzosas. Se suicidó en 1941, convencido de que tenía una enfermedad incurable y deprimido por lo que estaba viendo en Europa.

La clínica de neurología de Jena que lleva su nombre pasó a llamarse Clínica Hans Berger en 2022.

Además del diagnóstico, el EEG también se utiliza, por ejemplo, para detectar la profundidad de la anestesia, explica Rémi. «Esto nos ayuda a ahorrar en anestesia». También se puede evaluar la gravedad del daño cerebral, incluida la determinación de la muerte cerebral. El EEG también se utiliza para diferenciar las fases del sueño.

El electroencefalograma abre además un amplio campo de investigación, que también se está llevando a cabo en su antiguo lugar de trabajo en Jena. Los investigadores quieren utilizar el EEG para averiguar si los pacientes con autismo pueden suprimir determinadas actividades cerebrales mediante la llamada neurorretroalimentación.

Los pacientes pueden ver su actividad cerebral en una pantalla, por así decirlo, y entrenarse para cambiarla a voluntad. En concreto, se trata de una actividad cerebral específica que suele regularse a la baja en determinadas situaciones, pero no en los autistas.

Se colocan electrodos en el cuero cabelludo de los pacientes y se les muestra una película que solo sigue funcionando sin interferencias si esta actividad cerebral se mantiene por debajo de un determinado umbral.

La tecnología se utiliza desde hace algún tiempo en el tratamiento de pacientes con TDAH, y también se han realizado ensayos iniciales con pacientes de ictus, acúfenos en el oído y covid de larga duración.

04 julio 2024|Fuente: DPA |Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2024. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.|Noticia

Los datos de un electroencefalograma (EEG), que mide la actividad eléctrica del cerebro, y del lactato del sudor, pueden combinarse para diversos fines. Por ejemplo, pueden utilizarse para diagnosticar distintos tipos de crisis, incluidas las epilépticas. También pueden utilizarse para controlar el esfuerzo durante el ejercicio físico y controlar los niveles de estrés y concentración. Los investigadores prevén un futuro en el que los sistemas de neuroimagen y control de la salud funcionen con sensores portátiles y dispositivos móviles, como teléfonos, auriculares, relojes, etc., para realizar un seguimiento de la actividad cerebral y los niveles de muchos metabolitos relacionados con la salud a lo largo del día. Esto permitiría a los usuarios mejorar las capacidades cerebrales y corporales. El equipo también prevé un futuro en el que las capacidades de los dispositivos de audio portátiles existentes, como los auriculares, puedan ampliarse considerablemente para recoger una gama mucho más amplia de datos.

Los investigadores prevén que este trabajo dé lugar a nuevas terapias. «El acoplamiento de las señales cerebrales medidas con el sonido reproducido por el dispositivo en el oído puede permitir nuevos avances terapéuticos de gran alcance para la corrección activa de trastornos neurológicos debilitantes, como el tinnitus, para el que actualmente no existe ningún tratamiento eficaz

Referencia

Xu Y, Paz E De La , Paul A, Mahato K, Sempionatto JR, Tostado N,  et al. In-ear integrated sensor array for the continuous monitoring of brain activity and of lactate in sweat. Nat Biomed Eng[Internet].2023[citado 21 0ct 2023];1307–1320.  https://doi.org/10.1038/s41551-023-01095-1

23 octubre 2023| Fuente: Neurología| Tomado de Noticia

La confusión entre señales eléctricas que llegan a la corteza podría deberse, apunta este estudio, a que la forma curva de algunas estructuras cerebrales, como la corteza y el hipocampo, promueve el alcance a gran distancia de los potenciales eléctricos de las neuronas y hace que se entremezclen con los de otras estructuras.

Potencial eléctrico

El electroencefalograma refleja las variaciones del potencial eléctrico que producen grupos de neuronas cuando se activan conjuntamente durante la codificación y el procesamiento de la información sensorial, motora, y cognitiva. Su registro en la superficie del cuero cabelludo lo hace muy accesible para controlar dispositivos cerebro/máquina, tales como prótesis para rehabilitación o unidades de comunicación de aplicación diversa.

“Los registros en el cuero cabelludo demuestran un hecho básico en física, y es que el potencial eléctrico se extiende mucho más allá del generador de corriente, en este caso, las neuronas en el interior del cerebro. Por su proximidad al cráneo, el electroencefalograma ha sido atribuido a las neuronas de la corteza, situadas en la parte más externa del cerebro. Pero no existían estudios sistemáticos que confirmaran esta suposición”, explica el investigador del CSIC Óscar Herreras, del Instituto Cajal.

En este estudio, los investigadores del Instituto Cajal han realizado registros, en el cerebro de ratones, del potencial eléctrico intracerebral con sondas de alta densidad en varias áreas corticales y otras regiones profundas. El objetivo de estas pruebas era encontrar la localización de las poblaciones neuronales cuya activación genera los potenciales eléctricos y medir el alcance de estos.

“La aplicación de modernos algoritmos matemáticos nos ha permitido separar la actividad eléctrica generada por grupos diferentes de neuronas y describir cómo es y hasta dónde llega el potencial eléctrico que produce cada grupo. Así, hemos comprobado que en los registros de la corteza cerebral una parte muy importante del potencial está producido por neuronas localizadas en estructuras lejanas, bien de otras áreas corticales o de otras estructuras profundas, como el hipocampo”, añade Herreras.

Modelos por ordenador

Para comprobar los resultados obtenidos en roedores, los investigadores diseñaron modelos informáticos de la actividad cerebral producida por las estructuras corticales y subcorticales, con millones de neuronas situadas de igual forma a como lo están en el interior del cerebro.

“Nuestros hallazgos servirán para corregir las interpretaciones de un gran número de estudios anteriores, así como para optimizar las interfaces entre el cerebro y la máquina, donde una de cuyas principales dificultades es reconocer patrones útiles en el electroencefalograma”, concluye el investigador.

julio  25/ 2019 (DICYT)

Artículo de referencia:

Daniel Torres, Julia Makarova, Tania Ortuño, Nuria Benito, Valeri A Makarov, Oscar Herreras. Local and Volume-Conducted Contributions to Cortical Field Potentials. Cerebral Cortex.

Los resultados revelan la existencia de un vínculo entre las características del electroencefalograma (EEG), las capacidades mentales y los rasgos de personalidad.

Los investigadores analizaron el EEG registrado mientras diversos participantes realizaban tareas cognitivas elementales. De acuerdo con las características particulares halladas en la estructura del EEG, se dividió a los participantes en tres grupos. Para los sujetos de cada grupo se aplicó el cuestionario del factor de personalidad 16 (16PF), que evalúa 16 rasgos de personalidad. Cada grupo exhibió una puntuación diferente en la escala de personalidad, como calidez, razonamiento, estabilidad emocional y dominio.

A grandes rasgos, los sujetos del grupo I podían realizar tareas que nunca antes habían hecho de un modo inmediato y mantener su eficiencia de trabajo a un ritmo relativamente alto, pero la creatividad y el intento de optimizar su trabajo llevaron a una disminución de su eficiencia de trabajo.

Los sujetos del grupo II intentaron desarrollar una estrategia para simplificar el desempeño de la tarea, con lo que demostraron una mayor eficiencia de trabajo que los sujetos del grupo I. A diferencia del grupo II, los sujetos del grupo III realizaron la tarea sin ningún intento de desarrollar una estrategia para simplificarla; aunque su eficiencia de trabajo se mantuvo alta, parecen tener dificultades para mantener una elevada eficiencia de trabajo durante un tiempo prolongado.

En resumen, se halló un vínculo entre las características del EEG, las capacidades mentales y los rasgos de personalidad. Según los autores, es interesante destacar que el factor de inteligencia, que era muy bajo en los sujetos del grupo II y no reflejaba su creatividad en el desarrollo de nuevas estrategias, finalmente resultó en un rendimiento laboral mucho más alto. El estudio se publica en PLoS One 2018.
diciembre 17/2018 (neurologia.com)

La epilepsia es una enfermedad neurológica crónica con gran repercusión social y económica, caracterizada por la presencia de episodios recurrentes denominados crisis epilépticas. Unos 50 millones de personas la padecen en el mundo, convirtiéndola en la causa más común de muerte por enfermedad neurológica.

La epilepsia por pérdida de fijación es una de las variantes menos comunes de esta enfermedad y los pacientes presentan alteraciones en la curva del encefalograma (EEG) no solo cuando sufren una crisis, sino también cuando pierden el punto de fijación, por ejemplo, al cerrar los ojos.

Identificar las áreas cerebrales relacionadas con esta patología, localizando las redes cerebrales implicadas en las alteraciones de los patrones de EEG presentes en estos pacientes, es el objetivo de una investigación en la que han participado expertos del Centro de Tecnología Biomédica (CTB) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM).

“Un conocimiento más profundo de la etiología de este síndrome puede facilitar el diagnóstico, el pronóstico y también ser de gran utilidad para guiar la terapia en estos pacientes”, explica Ana Beatriz Solana, del CTB-UPM.

“La mayoría de los pacientes que sufren este tipo de síndrome epiléptico, tienen alteraciones en la actividad cerebral al cerrar los ojos y suelen presentar crisis de ausencia”, apunta la investigadora.

El trabajo comparó el registro simultáneo de EEG y resonancia magnética funcional (RMf) de dos pacientes afectados por esta variante de la enfermedad. “Descubrimos que los dos pacientes presentaban diferentes patrones de EEG y RMf, pese a sufrir el mismo síndrome”, asegura Ana Beatriz Solana.

El paciente 1 presentaba anormalidades en el EEG únicamente en la  banda beta baja. Estas anomalías se relacionan con la red frontotemporal que contiene áreas de la atención. El paciente 2, en cambio, presentaba alteraciones en todos los ritmos EEG (alpha, beta y delta) y esas alteraciones producían hipersincronización en múltiples redes neuronales. Esta hipersincronización podría explicar la aparición de ausencia en el paciente 2 mientras que el paciente 1 solo presentaba pérdida parcial de conciencia.

Optimizar el pronóstico de la enfermedad

Los resultados, publicados recientemente en la revista Brain Imaging Behaviour, demostraron que el uso de esta metodología de análisis de señales e imágenes permite el diagnóstico diferencial de los pacientes.

“El conocimiento de las áreas cerebrales afectadas por el síndrome en cada paciente podría además guiar la aplicación de nuevas técnicas de estimulación cerebral como terapia. Además, sugieren que el uso de esta metodología de análisis puede prever el pronóstico de otros pacientes que sufran del mismo síndrome”, añade la investigadora.

El trabajo confirma el valor del estudio de la RMf y el EEG como elemento distintivo en el diseño y tratamiento de los diferentes tipos de epilepsia y de otras enfermedades neurológicas.

“Además, la metodología empleada puede aplicarse a cualquier enfermedad en la que se conozca un patrón de EEG conocido como relevante y distintivo. Por ejemplo, punta-onda 3 Herzios en ausencias, microestados en alzhéimer, espigas en sueño… Todo ello redundará en la mejora de los tratamientos y de la calidad de vida de los pacientes con este tipo de síndromes”, asegura.
abril 30/2017 (agenciasinc.es)

Una técnica innovadora permitirá mantener la comunicación con pacientes que tienen conciencia no manifiesta, difundió la revista The Lancet (doi:10.1016/S0140-6736(11)61224-5) en su más reciente edición.

El método consiste en un examen sencillo con un simple aparato portátil de encefalografía (EEG) que logró detectar señales de conciencia y actividad cerebral en esas personas, indicaron expertos del Centro para el Cerebro y Mente de la Universidad de Ontario Occidental, en Canadá.

Simplemente con añadir electrodos en la cabeza de un individuo que se encuentra diagnosticado con estado vegetativo será posible determinar si existe actividad cerebral.

Los diagnosticados con estado vegetativo se encuentran despiertas, pero se cree que no tienen conciencia de lo que ocurre a su alrededor o a si misma, explicaron los científicos.

Investigaciones previas con imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI) sugirieron la existencia de actividad eléctrica cerebral en personas sin conciencia aparente.

Sin embargo, esta técnica se emplea solo en ocasiones porque resulta muy costosa.

Los científicos comprobaron la existencia de actividad eléctrica cerebral en exámenes realizados a 16 pacientes diagnosticados con estado vegetativo, cuya reacción se comparó con la de 12 personas sanas.

A cada persona se le pidió que imaginaran que movieran los pies o que apretaban el puño derecho. Como resultado, tres (un 19 por ciento) de los pacientes tenían la capacidad de generar actividad cerebral ante dos órdenes diferentes, pese a que no tuvieron respuesta de forma conductual.

“Muchas áreas del cerebro que se activan cuando realizas un movimiento también se activan cuando te imaginas que lo están realizando. Sabemos que estos tres pacientes estaban conscientes porque fueron capaces de responder repetidamente a las instrucciones que les dimos”, indicó Adrian Owen, autor principal del estudio.

De acuerdo con el científico, una de las personas diagnosticadas con estado vegetativo lo hizo 100 veces.

El hecho de contar con un aparato portátil de EEG resulta alentador para detectar a pacientes con conciencia no manifiesta, indicó Owen.
Noviembre 10/2011 Londres, (PL)

Tomado del boletín de selección temática de Prensa Latina: Copyright 2011 “Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.”

Damian Cruse, Srivas Chennu, Camille Chatelle, Tristan A Bekinschtein , Davinia Fernández-Espejo, Adrian M Owen.Bedside detection of awareness in the vegetative state: a cohort study. Publicado en The Lancet, 10 Noviembre 2011

El método consiste en un examen sencillo con un simple aparato portátil de encefalografía (EEG) que logró detectar señales de conciencia y actividad cerebral en esas personas, indicaron expertos del Centro para el Cerebro y Mente de la Universidad de Ontario Occidental, en Canadá.

Simplemente con añadir electrodos en la cabeza de un individuo que se encuentra diagnosticado con estado vegetativo será posible determinar si existe actividad cerebral.

Los diagnosticados con estado vegetativo se encuentran despiertas, pero se cree que no tienen conciencia de lo que ocurre a su alrededor o a si misma, explicaron los científicos.

Investigaciones previas con imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI) sugirieron la existencia de actividad eléctrica cerebral en personas sin conciencia aparente.

Sin embargo, esta técnica se emplea solo en ocasiones porque resulta muy costosa.

Los científicos comprobaron la existencia de actividad eléctrica cerebral en exámenes realizados a 16 pacientes diagnosticados con estado vegetativo, cuya reacción se comparó con la de 12 personas sanas.

A cada persona se le pidió que imaginaran que movieran los pies o que apretaban el puño derecho. Como resultado, tres (un 19 por ciento) de los pacientes tenían la capacidad de generar actividad cerebral ante dos órdenes diferentes, pese a que no tuvieron respuesta de forma conductual.

«Muchas áreas del cerebro que se activan cuando realizas un movimiento también se activan cuando te imaginas que lo están realizando. Sabemos que estos tres pacientes estaban conscientes porque fueron capaces de responder repetidamente a las instrucciones que les dimos», indicó Adrian Owen, autor principal del estudio.

De acuerdo con el científico, una de las personas diagnosticadas con estado vegetativo lo hizo 100 veces.

El hecho de contar con un aparato portátil de EEG resulta alentador para detectar a pacientes con conciencia no manifiesta, indicó Owen.
Noviembre 10/2011 Londres, (PL)

Tomado del boletín de selección temática de Prensa Latina: Copyright 2011 «Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.»

Damian Cruse, Srivas Chennu, Camille Chatelle, Tristan A Bekinschtein , Davinia Fernández-Espejo, Adrian M Owen.Bedside detection of awareness in the vegetative state: a cohort study. Publicado en The Lancet, 10 Noviembre 2011