Analisis de la propagacion de potenciales electricos relacionados a eventos en la superficie del cuero cabelludo del humano
Date
2011
Authors
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Publisher
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
Abstract
En 1947 W. Pitts y W. McCulloch señalaron que "...el ritmo alfa realiza un 'escaneo' temporal de la corteza [visual] la cual, de este modo, adquiere a costa del tiempo el equivalente a otra dimensión espacial en su conjunto neuronal". Este fenómeno de barrido de la corteza fue bautizado con el nombre de "ondas viajeras" en 1949, por Goldman y cols., quienes señalaron que "había cierta actividad de incremento y disminución de los potenciales eléctricos, la cual aparentemente ocurria a intervalos irregulares en electrodos aislados. La actividad más notable, sin embargo, es aquella de las ondas viajeras a través del cráneo". Aún cuando se ha descrito la existencia de este proceso de barrido en la corteza cerebral (Goldman y cols., 1949; Petsche y Sterc, 1968; Hughes, 1995; Burkitt y cols., 2000; Massimini y cols., 2004) los trabajos que se han realizado sólo abordan el fenómeno mediante un análisis cualitativo o bien cuantitativo restringido de las ondas cerebrales. Un ejemplo de ello es el trabajo de Massimini y cols. (2004), quienes estudiaron la oscilación lenta del sueño N-MOR (sueño sin movimientos oculares rápidos). Este fenómeno, que consiste en una oscilación lenta (<1 Hz) del potencial de membrana de las neuronas corticales (Steriade y cols., 1993a), involucra la mayor parte de la corteza. Massimini y cols. (2004) evaluaron el pico negativo de esta onda para explorar la dinámica espaciotemporal de la oscilación lenta en humanos dormidos. Realizaron registros electroencefalográficos (EEG) de alta densidad (256 electrodos de carbón) co-registrados con imágenes de resonancia magnética (IRMs) de cada individuo. Los registros se realizaron en ocho sujetos, hombres, diestros, 20-25 años de edad, durante el primer episodio de sueño de la noche (duración de sesión 1.0-1.5 hr). Los sujetos se colocaron en un cuarto protegido a prueba de ruidos, y se les permitió dormir a su hora acostumbrada. Los estados del sueño fueron evaluados de acuerdo con Retchtschafflen y Kales (1968) para EEG referenciado a la mastoides. Las señales fueron filtradas con un filtro pasa-altas de 0.1 Hz y un filtro pasa-bajas de 4 Hz, y se digitalizaron a 500 Hz; además, fueron re-referenciadas al promedio de las señales registradas de los dos lóbulos de las orejas. Massimini y cols. (2004) reportaron que dentro de un ciclo individual de oscilación lenta, el tiempo de presentación del pico negativo varió a través de los diferentes electrodos. Cuando las señales registradas en todos los electrodos que detectaron un ciclo se organizaron de acuerdo con el tiempo de presentación del pico negativo, se puso en evidencia un cambio continuo (Fig. 1-A). Para ilustrar la distribución espacial de los retardos al pico negativo para un ciclo individual de oscilación lenta ellos construyeron mapas de retardo (Fig. 1-B). El asterisco rojo representa el valor mínimo de retardo (origen del ciclo). Desde el origen, un gradiente de retardos que incrementan avanza de las áreas frontales izquierdas a las áreas parietales derechas. Dada la continuidad del gradiente de latencias en el cuero cabelludo, las principales direcciones de propagación para un ciclo individual de la oscilación lenta pueden representarse por medio de líneas de flujo superpuestas sobre el mapa de retardos. Cada línea de flujo es tangencial a la dirección de la velocidad instantánea y avanza en el campo vectorial bidimensional de retardos hasta que el gradiente se pierde. Para determinar la velocidad de propagación de la oscilación lenta en el cuero cabelludo, Massimini y cols. (2004) seleccionaron una fila de 20 electrodos localizados a lo largo de la línea media del cuero cabelludo [de FPz (electrodo frontopolar de la línea media) a Oz (electrodo del polo occipital de la línea media)] y realizaron una regresión lineal entre las posiciones de los electrodos (empezando en FPZ= 0 mm) y los retardos. La onda pareció propagarse a velocidad constante (2.6 m/seg, ejemplo de la Fig. 1-C). La velocidad de propagación varió entre 1.2 y 7 m/seg, si bien mayoritariamente se ubicó entre 2 y 3 m/seg, con un promedio (para todos los sujetos y ciclos) de 2.7 ± 0.2 m/seg. Durante la fase de incremento de la oscilación lenta, un parche de positividad en el cuero cabelludo emergió de la negatividad extendida y se movió de la región frontal izquierda hacia las regiones parietales derechas, como se aprecia cualitativamente en los mapas de la Fig. 1-D.