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2.3: Técnicas no invasivas: Técnicas de Imagen Funcional Directa

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    Objetivos de aprendizaje
    1. Aplicar los términos resolución espacial y temporal a EEG y MEG.
    2. En términos básicos, describir EEG y MEG.
    3. Describir la característica clave de las técnicas de imagen funcional directa.

    Visión general

    En esta sección, discutiremos las dos principales técnicas de imagen funcional directa, la electroencefalografía (EEG) y la magnetoencefalografía (MEG). También discutiremos generalmente qué hace que una técnica sea una técnica de imagen cerebral directa.

    EEG

    La electroencefalografía (EEG) es una técnica para estudiar la actividad cerebral. Esta técnica utiliza al menos dos y hasta 256 electrodos para medir la diferencia en la carga eléctrica (el voltaje) entre pares de puntos en la cabeza. Estos electrodos suelen sujetarse a una gorra flexible (similar a una gorra de natación) que se coloca en la cabeza del participante. La figura\(\PageIndex{1}\) muestra a un paciente con tal gorra. Desde el cuero cabelludo, los electrodos miden la actividad eléctrica que ocurre naturalmente dentro del cerebro. No introducen ninguna actividad eléctrica nueva.

    Hombre con gorra EEG.
    Figura\(\PageIndex{1}\): Un sujeto con un grupo de electrodos EEG en la cabeza.

    Dado que esta actividad eléctrica debe viajar por el cráneo y el cuero cabelludo antes de llegar a los electrodos, la localización de la actividad es menos precisa al medir desde el cuero cabelludo, pero aún puede estar dentro de varios milímetros al localizar la actividad que está cerca del cuero cabelludo. Si bien falta EEG con respecto a la resolución espacial, una de las principales ventajas de EEG es su resolución temporal. Los datos se pueden registrar miles de veces por segundo, lo que permite a los investigadores documentar eventos que ocurren en menos de un milisegundo. Los análisis de EEG típicamente investigan el cambio en los componentes de amplitud (altura de onda) o frecuencia (número de ondas por unidad de tiempo) del EEG registrado de forma continua o promediada en docenas de ensayos (ver Figura\(\PageIndex{2}\)). El EEG ha sido ampliamente utilizado en el estudio del sueño. Cuando escuchas referencias a “ondas cerebrales”, esas son referencias a información obtenida usando EEG.

    Análisis de salida EEG
    Figura\(\PageIndex{2}\): Ejemplo de salida del análisis EEG. El panel A representa los cambios en la intensidad relativa de diferentes frecuencias en los datos de EEG a lo largo del tiempo. El panel B representa los cambios en la amplitud en el voltaje EEG instantáneo a lo largo del tiempo.

    MEG

    La magnetoencefalografía (MEG) es otra técnica para medir de forma no invasiva la actividad neural. El flujo de carga eléctrica (la corriente) asociado a la actividad neuronal produce campos magnéticos muy débiles que pueden ser detectados por sensores colocados cerca del cuero cabelludo del participante. La figura\(\PageIndex{3}\) representa un sujeto en una máquina MEG. El número de sensores utilizados varía de unos pocos a varios cientos. Debido a que los campos magnéticos de interés son tan pequeños, se necesitan salas especiales que estén blindadas de los campos magnéticos en el ambiente para evitar la contaminación de la señal que se mide. MEG tiene la misma excelente resolución temporal que EEG. Adicionalmente, el MEG no es tan susceptible a distorsiones del cráneo y cuero cabelludo. Los campos magnéticos son capaces de pasar a través del tejido duro y blando relativamente sin cambios, proporcionando así una mejor resolución espacial que el EEG. Las estrategias analíticas de MEG son casi idénticas a las utilizadas en EEG. Sin embargo, el aparato de grabación MEG es mucho más caro que el EEG, por lo que MEG está mucho menos disponible.

    Paciente sentado en una máquina MEG.
    Figura\(\PageIndex{3}\): Un sujeto/paciente que recibe un MEG.

    Información general sobre técnicas de imagen directa

    El EEG y el MEG tienen una excelente resolución temporal y son útiles cuando alguien está particularmente interesado en estudiar el momento de la actividad cerebral. Por ejemplo, si alguien está leyendo una oración que termina con una palabra inesperada, ¿cuánto tiempo después de leer la palabra inesperada reacciona el cerebro ante ella? Además de este tipo de preguntas, los métodos EEG y MEG permiten a los investigadores investigar el grado en que diferentes partes del cerebro “hablan” entre sí. Esto permite una mejor comprensión de las redes cerebrales, como su papel en diferentes tareas y cómo pueden funcionar anormalmente en la psicopatología.

    Las técnicas de imagen directa son aquellas que permiten una medición directa de la actividad cerebral. El EEG y el MEG se consideran técnicas de imagen cerebral directa, ya que EEG mide la actividad eléctrica de grupos de neuronas y MEG mide los campos magnéticos que emite la actividad eléctrica. Ninguna de estas técnicas se basa en medir otra cosa con la suposición de que están vinculadas. Esto no es cierto en el próximo conjunto de técnicas que discutiremos.

    Uso de técnicas de imagen funcional directa para estudiar un trastorno: trastorno del espectro autista

    Se han utilizado EEG y MEG para examinar el TEA. Uno de los hallazgos incluyó un retraso en la onda cerebral asociado a estímulos auditivos. En definitiva, existen diferencias en el tiempo de procesamiento de sonidos auditivos en niños con TEA en comparación con aquellos sin TEA. Además, este retraso parece más pronunciado en niños con TEA que tienen retrasos en el desarrollo del lenguaje en comparación con los niños con TEA sin retrasos lingüísticos (Roberts et al., 2019). Este retraso incluso se ha propuesto para ayudar a los médicos a diagnosticar el autismo en niños pequeños.

    Resumen

    Las técnicas de imagen directa son formas extremadamente útiles para medir la actividad cerebral eléctrica de una manera no invasiva. Tanto el EEG como el MEG son más útiles para identificar diferencias en los patrones de sincronización de la actividad eléctrica.

    Referencias

    Roberts, T. P., Matsuzaki, J., Blaskey, L., Bloy, L., Edgar, J. C., Kim, M., Ku, M., Kuschner, E. S., & Embick, D. (2019). El retraso M50/M100 evocó la latencia del componente de respuesta en niños mínimamente verbales/no verbales que tienen trastorno del espectro autista. Autismo Molecular, 10 (1).

    Atribuciones

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