Le informazioni riportate non sono consigli medici e potrebbero non essere accurate. I contenuti hanno solo fine illustrativo e non sostituiscono il parere medico:
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.
Un moderno dispositivo elettroencefalografico
L'
elettroencefalografia
(
EEG
) e la registrazione dell'attivita elettrica dell'
encefalo
. La tecnica e stata inventata nel
1929
da
Hans Berger
, il quale scopri che vi era una differenza di potenziale elettrico tra aghi infissi nello scalpo oppure tra due piccoli dischi di metallo (
elettrodi
) quando essi sono posti a contatto sulla cute sgrassata del cuoio capelluto.
La tecnica venne in seguito utilizzata soprattutto per studiare il
sonno
. L'EEG venne soprattutto applicato all'uomo, sebbene tale tecnica fu eseguita anche per studiare l'attivita cerebrale degli animali, con la scoperta per esempio, che anche tutti gli altri
mammiferi
sognano
, mentre, ad esempio, altre specie di animali meno evoluti rallentano l'attivita cerebrale in alcune aree del loro cervello durante il sonno.
La rappresentazione grafica della registrazione e detta
elettroencefalogramma
. Essa viene registrata dall'
elettroencefalografo
che fornisce una traccia registrata su carta termica o millimetrata, su monitor con registrazione su
Hard Disk
,
CD
o
DVD
, per una visione successiva.
I
neuroni
corticali sono organizzati in modo da formare ammassi colonnari ad orientamento perpendicolare alla superficie della
corteccia cerebrale
, di cui costituiscono le unita funzionali elementari. L'EEG e l'espressione dei processi sinaptici (
potenziali elettrici
pre- e post-sinaptici), di potenziali
dendritici
e probabilmente anche di potenziali della
neuroglia
(cellule di sostegno).
I potenziali rilevabili tramite EEG sono quelli associati a correnti all'interno dell'
encefalo
che fluiscono perpendicolarmente rispetto allo scalpo. Una tecnica complementare all'EEG e la
magnetoencefalografia
(MEG), che permette di misurare le correnti che fluiscono parallelamente allo scalpo.
Gli elettrodi vengono applicati sullo scalpo secondo il posizionamento standard chiamato "sistema internazionale 10-20".
10% oppure 20% si riferisce all'interezza della distanza tra due
punti di repere cranici
"
inion
" (prominenza alla base dell'osso occipitale) e "
nasion
" (attaccatura superiore del naso), questa distanza di solito va da 30 a 36 cm con grande variabilita interpersonale.
Vengono collocati da 10 a 20 elettrodi e una massa, lungo cinque linee:
- P1: longitudinale esterna e
- P2: longitudinale interna di destra
- centrale
- P1: longitudinale esterna
- P2: longitudinale interna di sinistra
La linea trasversa T4-C4-Cz-C3-T3 (risultante delle precedenti) viene denominata montaggio P3, ed anch'essa deve seguire la regola del 10-20%.
Gli elettrodi fronto-polari sono collocati al 10% (3-4 cm) della distanza I-N, sopra le sopracciglia, i frontali vengono collocati sulla stessa linea dei fronto-polari, piu sopra del 20%, poi vengono i centrali (+ 20%), infine i parietali (+ 20%) e gli occipitali (+ 20%), con questi si arriva al 90% della distanza nasion-inion, ad una distanza del 10% dall'inion.
Alla posizione che ogni elettrodo occupa sullo scalpo fa riferimento una sigla. Le sigle che individuano la posizione di un elettrodo sono formate da una/due lettere, che permettono di identificare la regione della corteccia esplorata (Fp: frontopolare; F: frontale; C: centrale; P: parietale; T: temporale; O: occipitale) e da un numero (o una z) che identifica l'emisfero (numeri dispari: sinistra; numeri pari: destra; z: linea mediana).
Le principali bande di frequenza osservate tramite elettroencefalografia
Elettroencefalogramma normale: le onde alfa sono prevalenti a livello parietale e occipitale. Fenomeno di desincronizzazione all'apertura degli occhi
Il ritmo o frequenza di base presente in un EEG e il
ritmo alfa
, o "ritmo di Berger", distinto in alfa
lento
(8-9
Hz
), alfa
intermedio
(9-11.5 Hz) ed alfa
rapido
(11.5-13 Hz), con un'ampiezza media di 30
microVolt
(15-45 microVolt), che viene registrato ad occhi chiusi in un soggetto sveglio, soprattutto tra gli elettrodi occipitali e quelli parietali, rispetto ai centrali e temporali posteriori (EEG sincronizzato). Se si invita il soggetto ad aprire gli occhi, l'attivita alfa scompare ed e sostituita da un'attivita di basso voltaggio (inferiore o uguale a 30 microVolt), piu rapida, denominata di tipo beta (desincronizzazione).
Al fine di valutare questa differenza di potenziale, le onde generate vengono valutate per la loro differenza in ampiezza o tensione (ed espresse in microVolt) ed in frequenza (ovvero in cicli per secondo (c/s) o Hz).
Ne consegue che le onde o ritmo alfa (8-13 Hz) sono quindi caratteristiche delle condizioni di veglia ma a riposo mentale, ma non sono presenti nel sonno, fatta eccezione per lo stadio
R.E.M.
). Quando un soggetto e invece sottoposto ad un'attivita cerebrale leggermente maggiore, si comincia a registrare la presenza del ritmo beta.
Il ritmo beta viene distinto in beta
lento
(13.5-18 Hz) e beta
rapido
(18.5-30 Hz), e presenta una tensione elettrica media di 19 microVolt (8-30 microVolt). Le onde beta sono dominanti in un soggetto ad occhi aperti e impegnato in un'attivita cerebrale qualsiasi, quasi continuo negli stati di allerta (detta fase di
arousal
), ma anche nel sonno onirico (durante il
sogno
), cioe il sonno
REM
.
Il ritmo delle onde theta e dominante nel neonato, presente in molte patologie cerebrali dell'adulto, negli stati di tensione emotiva e nell'ipnosi. Si distingue in theta
lento
(4-6 Hz) e theta
rapido
(6-7.5 Hz), con una tensione media di 75 microVolt; in condizioni normali la fase Theta si presenta nei primi minuti dell'addormentamento, quando si e ancora in uno stato di dormiveglia, dove viene poi successivamente alternato da grafoelementi detti
fusi del sonno
[1]
.
Questo ritmo segue la pura fase Theta durante il sonno, quando cominciano a comparire piccoli treni di onde, dette Sigma a frequenza di 12-14 Hz e tensione elettrica di 5-50 μV, sotto forma di
fusi
(chiamati cosi per la loro forma grafica), piu altri grafoelementi detti
complessi K
[1]
.
Infine, a circa 20 minuti ipotetici dall'inizio del riposo, si dovrebbe quindi entrare in un sonno piu profondo, detto anche a
onde lente
(4º stadio del sonno), ma che non e ancora il sonno
REM
(5º stadio del sonno), e quindi detto anche sonno N-REM (non-REM). Qui compaiono le onde delta, caratterizzate da una frequenza compresa tra 0.5 e 4 Hz e di tensione elettrica media di 150 μV. Le onde delta non sono presenti in condizioni fisiologiche nello stato di veglia nell'eta adulta, sebbene siano predominanti nell'infanzia e inoltre compaiano nell'anestesia generale ed in alcune malattie cerebrali, oppure in malattie dismetaboliche generali, come l'
iperazotemia
.
Le onde delta sono caratteristiche del sonno non R.E.M. (sonno ad onde lente). Nei diversi stadi di
sonno
sono presenti principalmente onde theta e onde delta (caratteristiche del
sonno ad onde lente
), a cui si aggiungono squarci di attivita alfa e, raramente, di attivita beta.
EEG in un caso di epilessia idiopatica: punte-onda generalizzate a 3 Hz
E utilizzato nei casi di disturbi convulsivi come l'
epilessia
(registrazione di onde anomale come punte, punte-onda) o per segnalare la presenza di alterazioni che possono indurre il neurologo a chiedere una
TAC
oppure una
RM
per scoprire
ascessi
,
calcificazioni
,
cisti
,
ematomi
,
emorragie
,
infiammazioni
,
malformazioni
oppure
tumori del cervello
benigni o maligni.
Viene anche usato nei pazienti
comatosi
, per accertare lo stato di
morte cerebrale
, caratterizzato dal tracciato dell'EEG piatto (o piu correttamente
EEG "silente"
, corrispondente ad un potenziale elettrico cerebrale inferiore ai 2 microvolt, per la durata di almeno 30 minuti, in paziente incapace di respiro spontaneo), che deve comunque essere confermata anche con altri sistemi, come valutazione dei riflessi del tronco-encefalico oppure con l'
eco-doppler
(transcranico e dei vasi epi-aortici).
L'EEG viene inoltre utilizzato negli
studi sul sonno
, per poter discriminare tra vari tipi di disturbi come le
apnee nel sonno
, l'
epilessia notturna
, le
dissonnie
(
insonnia
,
ipersonnia
,
narcolessia
) e le
parasonnie
(
bruxismo
,
enuresi notturna
,
pavor nocturnus
,
sonnambulismo
).
Nel sonno
REM
, raggiungibile mediamente dai 20 ai 40 minuti circa dall'inizio dell'addormentamento e ripetuto piu volte durante un lungo sonno, ad esempio quello notturno, dove compaiono onde miste alfa ma soprattutto onde Beta, come se si fosse in attivo stato di veglia, ed e questo il tipico sonno onirico (tipico del
sogno
). L'EEG del sonno REM infatti ricorda molto quello dello stadio 1 se non per le caratteristiche scariche di onde con la caratteristica morfologia a 'dente di sega'. Compaiono le onde PGO (ponto-genicolo-occipitali), l'attivita dell'ippocampo si fa sincronizzata con la comparsa di onde theta.
- ^
a
b
Gli stadi del sonno
, su
ilsonno.org
.
URL consultato il 9 novembre 2012
(archiviato dall'
url originale
il 7 marzo 2013)
.
- Pravdich-Neminsky VV. Ein Versuch der Registrierung der elektrischen Gehirnerscheinungen (In German). Zbl Physiol 27: 951?960, 1913.
- Antoine Lutz et al. "Long-term meditators self-induce high-amplitude gamma synchrony during mental practice".
Proceedings of the National Academy of Sciences
101:46, 16369-16373, 2004. (
full text
)
- M.R. de Feo e O. Mecarelli
Testo-Atlante di Elettroencefalografia Clinica
(2001, Marrapese Ed.- Roma)