Eletroencefalograma: história, função, ondas - Ciência - 2023

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o eletroencefalograma (EEG) é um teste usado para registrar e avaliar a atividade bioelétrica do cérebro. Os potenciais elétricos são obtidos por meio de eletrodos localizados no couro cabeludo do paciente.

Os registros podem ser impressos em papel móvel por meio de um EEG ou podem ser visualizados em um monitor. A atividade elétrica do cérebro pode ser medida em condições básicas de repouso, vigília ou sono.

O eletroencefalograma é usado para diagnosticar epilepsia, distúrbios do sono, encefalopatias, coma e morte cerebral, entre muitos outros usos. Também pode ser usado em pesquisas.

Anteriormente, era usado para detectar distúrbios cerebrais focais, como tumores ou derrame. Hoje, a ressonância magnética (MRI) e a tomografia computadorizada (TC) são usadas.

Breve história do eletroencefalograma

A história do eletroencefalograma começa em 1870, quando Fristsch e Hitzig, médicos do exército prussiano, investigaram com cérebros de soldados. Eles foram descobertos na Batalha de Sedan. Eles logo perceberam que, ao estimular algumas áreas do cérebro por meio de corrente galvânica, movimentos eram gerados no corpo.

Richard Birmick Caton

No entanto, foi em 1875 que o médico Richard Birmick Caton confirmou que o cérebro produzia correntes elétricas. Mais tarde, isso permitiu ao neurologista Ferrier fazer experiências com a "corrente farádica", localizando funções motoras no cérebro.

Vladimir Pravdich-Neminsky

Em 1913, Vladimir Pravdich-Neminsky foi o primeiro a realizar o que chamou de “eletrocerebrograma”, examinando o sistema nervoso de um cão. Até aquele momento, todas as observações eram feitas em cérebros descobertos, pois não havia procedimentos de alargamento que atingissem o interior do crânio.

Hans Berger

Em 1920, Hans Berger começou a fazer experiências com humanos e 9 anos depois ele criou um método para medir a atividade elétrica do cérebro. Ele cunhou o termo “eletroencefalograma” para caracterizar o registro de flutuações elétricas no cérebro.

Este neurologista alemão foi quem descobriu o “ritmo de Berger”. Ou seja, as atuais “ondas alfa”, que consistem em oscilações eletromagnéticas que vêm da atividade elétrica sincronizada do tálamo.

Berger, apesar de sua grande descoberta, não posso avançar neste método devido ao seu conhecimento técnico limitado.

Em 1934, Adrian e Matthews, em uma demonstração na Society of Physiology (Cambridge), puderam verificar o “ritmo de Berger”. Esses autores avançaram com técnicas melhores e mostraram que o ritmo regular e amplo de 10 pontos por segundo não surgia de todo o cérebro, mas das áreas visuais de associação.

Frederic Golla

Posteriormente, Frédéric Golla confirmou que, em certas doenças, havia alterações nas oscilações rítmicas da atividade cerebral. Isso permitiu grandes avanços no estudo da epilepsia, tomando consciência da dificuldade desse assunto e da necessidade de estudar o cérebro de forma abrangente. Fisher e Lowenback, em 1934, foram capazes de determinar picos epileptiformes.

Finalmente, William Gray Walter, um neurologista americano especializado em robótica, desenvolveu suas próprias versões do EEG e acrescentou melhorias. Graças a ele, agora é possível detectar os vários tipos de ondas cerebrais, desde ondas alfa até ondas delta.

Como funciona um eletroencefalograma?

Um EEG padrão é uma varredura não invasiva e indolor realizada conectando eletrodos ao couro cabeludo com um gel condutor. Possui um canal de gravação, que mede a diferença de tensão entre dois eletrodos. Normalmente, 16 a 24 derivações são usadas.

Os pares de eletrodos são combinados criando o que é chamado de "montagem", que pode ser bipolar (transversal e longitudinal) e monopolar (referencial). A montagem bipolar é usada para registrar a diferença de voltagem em áreas de atividade cerebral, enquanto o monopolar compara uma zona cerebral ativa e outra sem atividade ou com atividade neutra.

A diferença entre uma zona ativa e a média de todos ou alguns eletrodos ativos também pode ser medida.

Elétrons invasivos (dentro do cérebro) podem ser usados para estudar em detalhes áreas difíceis de alcançar, como a superfície mesial do lobo temporal.

Eletrocorticografia

Às vezes, pode ser necessário inserir eletrodos próximos à superfície do cérebro, para detectar a atividade elétrica no córtex cerebral. Os eletrodos são geralmente colocados sob a dura-máter (uma das camadas das meninges) por meio de uma incisão no crânio.

Esse procedimento é chamado de eletrocorticografia e é usado para tratar epilepsia resistente e para exames.

10-20 sistema

Existe um sistema padronizado para a colocação de eletrodos conhecido como "sistema 10-20". Isso implica que a distância entre os eletrodos deve ser de 10% ou 20% em relação aos eixos dianteiros (da frente para trás) ou transversais (de um lado do cérebro ao outro).

Devem ser colocados 21 eletrodos, e cada eletrodo será conectado a uma entrada de um amplificador diferencial. Os amplificadores distribuem a tensão entre o eletrodo ativo e o eletrodo de referência entre 1.000 e 100.000 vezes.

Atualmente, o sinal analógico está em desuso e são utilizados amplificadores digitais. O EEG digital tem grandes vantagens. Por exemplo, facilita a análise e armazenamento do sinal. Além disso, permite modificar parâmetros como filtros, sensibilidade, tempo de gravação e montagens.

Os sinais de EEG podem ser gravados com hardware de código aberto, como OpenBCI. Por outro lado, o sinal pode ser processado por software livre como o EEGLAB ou o Neurophysiological Biomarker Toolbox.

O sinal eletroencefalográfico é representado pela diferença de potencial elétrico (ddp) que existe entre dois pontos da superfície craniana. Cada ponto é um eletrodo.

Ondas cerebrais do EEG

Nosso cérebro funciona por meio de impulsos elétricos que viajam através de nossos neurônios. Esses impulsos podem ser rítmicos ou não e são conhecidos como ondas cerebrais. O ritmo consiste em uma onda regular, que tem a mesma morfologia e duração, e que mantém sua frequência própria.

As ondas são classificadas de acordo com sua frequência, ou seja, de acordo com o número de vezes que a onda se repete por segundo, e são expressas em hertz (Hz). As frequências têm uma certa distribuição topográfica e reatividade. A maior parte do sinal cerebral observado no couro cabeludo está na faixa de 1 a 30 Hz.

Por outro lado, a amplitude também é medida. Isso é determinado a partir da comparação da distância entre a linha de base e o pico da onda. A morfologia da onda pode ser nítida, pontiaguda, em complexos de ponta-onda e / ou onda aguda-onda.

No EEG, 4 larguras de banda principais conhecidas como alfa, beta, teta e delta podem ser vistas.

Ondas beta

São ondas largas, cuja frequência está entre 14 e 35 Hz. Elas aparecem quando estamos acordados fazendo atividades que exigem intenso esforço mental, como fazer um exame ou estudar.

Ondas alfa

São de amplitude maior que as anteriores, e sua frequência oscila entre 8 e 13 Hz. Surgem quando a pessoa está relaxada, sem fazer esforços mentais significativos. Eles também aparecem quando fechamos os olhos, sonhamos acordados ou realizamos atividades que automatizamos altamente.

Ondas Theta

Eles têm uma amplitude maior, mas uma frequência menor (entre 4 e 8 Hz). Eles refletem um estado de grande relaxamento, antes do início do sono. Especificamente, está ligado aos primeiros estágios do sono.

Ondas delta

Essas ondas são as que têm a menor frequência de todas (entre 1 e 3 Hz). Eles estão associados a estágios mais profundos do sono (estágios 3 e 4, onde você normalmente não sonha).

Processo

Para realizar o EEG, o paciente precisa estar relaxado, em ambiente escuro e com os olhos fechados. Geralmente, dura cerca de 30 minutos.

Inicialmente, são realizados testes de ativação como fotoestimulação intermitente (aplicação de estímulos luminosos com diferentes frequências) ou hiperventilação (respiração bucal regular e profunda por 3 minutos).

Também pode induzir o sono ou, ao contrário, manter o paciente acordado. Isso depende do que o pesquisador pretende observar ou verificar. Este vídeo mostra o aplicativo em um adulto:

Interpretação

Para interpretar um eletroencefalograma, é necessário conhecer a atividade normal do cérebro de acordo com a idade e condição do paciente. Também é necessário examinar artefatos e possíveis problemas técnicos para minimizar interpretações incorretas.

Um EEG pode ser anormal se houver atividade epileptiforme (sugerindo um processo epiléptico). Isso pode ser localizado, generalizado ou com um padrão particular e incomum.

Também pode ser anormal quando ondas lentas são visualizadas em uma área específica ou quando é encontrada assincronia generalizada. Também pode haver anormalidades na amplitude ou quando há uma linha que se desvia do normal.

Atualmente, outras técnicas mais avançadas vêm sendo desenvolvidas, como o monitoramento por vídeo-EEG, EEG ambulatorial, telemetria, mapeamento cerebral, além da eletrocorticografia.

Tipos de eletroencefalograma

Existem diferentes tipos de EEGs listados abaixo:

Eletroencefalograma de linha de base

É aquele realizado quando o paciente está em estado de vigília, portanto, nenhum preparo é necessário. Para evitar o uso de produtos que possam prejudicar o exame, é feita uma boa limpeza do couro cabeludo.

Eletroencefalograma em período de privação de sono

É necessária uma preparação prévia. O paciente deve estar acordado 24 horas antes de sua realização. Isso é feito para poder fazer traçados fisiológicos das fases do sono, a fim de detectar anormalidades que não podem ser obtidas por meio do EEG basal.

Videoeletroencefalograma

É um EEG normal, mas sua característica distintiva é que o paciente é filmado durante o processo. Seu objetivo é obter um registro visual e elétrico para observar se surgem crises ou pseudocrises.

Eletroencefalograma de morte cerebral

É uma técnica necessária para observar a atividade cortical cerebral ou sua ausência. É a primeira etapa do chamado “protocolo de morte encefálica”. É fundamental iniciar o dispositivo para extração e / ou transplante de órgãos.

Aplicações clínicas

O eletroencefalograma é usado em uma ampla variedade de condições clínicas e neuropsicológicas. Aqui estão alguns de seus usos:

Detectar epilepsias

O EEG nas epilepsias é essencial para o diagnóstico, pois permite diferenciá-lo de outras patologias como crises psicogênicas, síncope, distúrbios do movimento ou enxaquecas.

Também é usado para classificar a síndrome epiléptica, bem como para controlar sua evolução e a eficácia do tratamento.

Detectar encefalopatias

As encefalopatias envolvem danos ou mau funcionamento do cérebro. Graças ao eletroencefalograma, pode-se saber se certos sintomas são devidos a um problema "orgânico" do cérebro ou são o produto de outros transtornos psiquiátricos.

Anestesia de controle

O eletroencefalograma é útil para controlar a profundidade da anestesia, evitando que o paciente entre em coma ou acorde.

Monitore a função cerebral

O EEG é essencial em unidades de terapia intensiva para monitorar a função cerebral. Principalmente as convulsões, o efeito de sedativos e anestésicos em pacientes em coma induzido, bem como na verificação de danos cerebrais secundários. Por exemplo, aquele que pode ocorrer em uma hemorragia subaracnóide.

Detecção de operação anormal

É usado para diagnosticar alterações anormais no corpo que podem afetar o cérebro. Geralmente é um procedimento necessário para diagnosticar ou monitorar doenças cerebrais, como Alzheimer, lesões na cabeça, infecções ou tumores.

Certos padrões eletroencefalográficos podem ser de interesse para o diagnóstico de algumas patologias. Por exemplo, encefalite herpética, anoxia cerebral, envenenamento por barbitúricos, encefalopatia hepática ou doença de Creutzfeldt-Jakob.

Verifique o desenvolvimento adequado do cérebro

Em recém-nascidos, o EEG pode fornecer informações sobre o cérebro para identificar possíveis anormalidades com base em sua expectativa de vida.

Identifique coma ou morte cerebral

O eletroencefalograma é necessário para avaliar o estado de consciência do paciente. Ele fornece dados sobre o prognóstico e o grau de desaceleração da atividade cerebral, de modo que uma frequência mais baixa indicaria uma redução no nível de consciência.

Também nos permite observar se a atividade cerebral é contínua ou descontínua, a presença de atividade epileptiforme (o que indica pior prognóstico) e a reatividade a estímulos (que mostra a profundidade do coma).

Além disso, por meio dele, pode-se verificar a presença de padrões de sono (pouco frequentes quando o coma é mais profundo).

Patologias no sono

O EEG é muito importante para o diagnóstico e tratamento de múltiplas patologias do sono. O paciente pode ser examinado enquanto dorme e as características das ondas cerebrais observadas.

O teste mais utilizado para estudos de solo é a polissonografia. Este, além de incluir um eletroencefalograma, grava simultaneamente o paciente em vídeo. Além disso, permite que você analise sua atividade muscular, movimentos respiratórios, fluxo de ar, saturação de oxigênio, etc.

Investigação

O eletroencefalograma é usado em pesquisas, especialmente em neurociência, psicologia cognitiva, neurolinguística e psicofisiologia. Na verdade, muitas das coisas que sabemos sobre nosso cérebro hoje se devem a pesquisas feitas com EEGs.

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