Guía de EEG
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***Descargo de responsabilidad - Los productos de EMOTIV están destinados a ser utilizados solo para aplicaciones de investigación y uso personal. Nuestros productos no se venden como Dispositivos Médicos según la directiva de la UE 93/42/EEC. Nuestros productos no están diseñados ni destinados a ser utilizados para el diagnóstico o tratamiento de enfermedades.
Definición de EEG
EEG significa “electroencefalografía”, que es un proceso electrofisiológico para registrar la actividad eléctrica del cerebro. El EEG mide los cambios en la actividad eléctrica producida por el cerebro. Los cambios de voltaje provienen de corrientes iónicas dentro de y entre algunas células cerebrales llamadas neuronas.
¿Qué es un EEG?
Una prueba de EEG evalúa la actividad eléctrica del cerebro. Las exploraciones de EEG se realizan colocando sensores de EEG —pequeños discos metálicos también llamados electrodos de EEG— en su cuero cabelludo. Estos electrodos recogen y registran la actividad eléctrica en su cerebro. Las señales de EEG recopiladas se amplifican, se digitalizan y luego se envían a una computadora o dispositivo móvil para almacenamiento y procesamiento de datos.
Analizar los datos de EEG es una forma excepcional de estudiar los procesos cognitivos. Puede ayudar a los médicos a establecer un diagnóstico médico, a los investigadores a comprender los procesos cerebrales que subyacen al comportamiento humano y a las personas a mejorar su productividad y bienestar.
¿Cómo funciona un EEG?
Los miles de millones de células en su cerebro producen señales eléctricas muy pequeñas que forman patrones no lineales llamados ondas cerebrales. Una máquina de EEG mide la actividad eléctrica en la corteza cerebral, la capa externa del cerebro, durante una prueba de EEG. Los sensores de EEG se colocan en la cabeza de un participante, luego los electrodos detectan no invasivamente las ondas cerebrales del sujeto.
Los sensores de EEG pueden registrar hasta varios miles de instantáneas de la actividad eléctrica generada en el cerebro en un solo segundo. Las ondas cerebrales registradas se envían a amplificadores, luego a una computadora o a la nube para procesar los datos. Las señales amplificadas, que se asemejan a líneas onduladas, pueden ser registradas en una computadora, dispositivo móvil o en una base de datos en la nube.
El software de computación en la nube se considera una crítica innovación en el procesamiento de datos de EEG, ya que permite análisis en tiempo real de grabaciones a gran escala: en los primeros días de la medición de EEG, las ondas simplemente se registraban en papel milimetrado. Los sistemas de EEG, en la investigación académica y comercial, normalmente muestran los datos como una serie temporal o como un flujo continuo de voltajes.
Ondas EEG registradas en papel milimetrado
Ondas EEG registradas digitalmente
Ondas EEG en software moderno de visualización cerebral
Para mapear la actividad eléctrica del cerebro, es mejor obtener mediciones de EEG de señales a través de muchas estructuras corticales diferentes ubicadas por toda la superficie del cerebro.
Ondas EEG en el gráfico de serie temporal moderno de visualización cerebral
Tipos de ondas cerebrales que mide el EEG
Los electrodos de un dispositivo de EEG capturan la actividad eléctrica expresada en varias frecuencias de EEG. Usando un algoritmo llamado Transformada Rápida de Fourier (FFT), estas señales de EEG en bruto pueden identificarse como ondas distintas con diferentes frecuencias. La frecuencia, que se refiere a la velocidad de las oscilaciones eléctricas, se mide en ciclos por segundo: un Hertz (Hz) es igual a un ciclo por segundo. Las ondas cerebrales se categorizan por frecuencia en cuatro tipos principales: Beta, Alpha, Theta y Delta.
Los siguientes párrafos discuten algunas de las funciones asociadas con las cuatro frecuencias cerebrales principales. Estas funciones simplemente se han encontrado asociadas con diferentes frecuencias cerebrales: no hay una correspondencia lineal uno a uno entre una banda de frecuencia y una función determinada del cerebro.
Ondas Beta (rango de frecuencia de 14 Hz a aproximadamente 30 Hz)
Las ondas beta están más asociadas con estar consciente o en un estado alerta y atento. Las ondas beta de baja amplitud se asocian con una concentración activa o con un estado de mente ocupado o ansioso. Las ondas beta también se asocian con decisiones motoras (supresión del movimiento y retroalimentación sensorial del movimiento). Cuando son medidas por un dispositivo de EEG, las señales a menudo se denominan ondas beta de EEG.
Ondas Alpha (rango de frecuencia de 7 Hz a 13 Hz)
Las ondas alpha se asocian a menudo con un estado de mente relajado, calmado y lúcido. Las ondas alpha se pueden encontrar en las regiones occipital y posterior del cerebro. Las ondas alpha se pueden inducir al cerrar los ojos y relajarse, y raramente están presentes durante procesos cognitivos intensos como pensar, cálculo mental y resolución de problemas. En la mayoría de los adultos, las ondas alpha oscilan en frecuencia de 9 a 11 Hz. Cuando son medidas por un dispositivo de EEG, a menudo se les llama ondas alpha de EEG.
Ondas Theta (rango de frecuencia de 4 Hz a 7 Hz)
La actividad cerebral dentro de un rango de frecuencia comprendido entre 4 y 7 Hz se conoce como actividad Theta. El ritmo theta detectado en la medición de EEG se encuentra a menudo en adultos jóvenes, particularmente en las regiones temporales y durante la hiperventilación. En individuos mayores, la actividad theta con una amplitud mayor a aproximadamente 30 milivoltios (mV) se observa con menos frecuencia, excepto durante la somnolencia. Cuando son medidas por un dispositivo de EEG, a menudo se les llama ondas theta de EEG.
Ondas Delta (rango de frecuencia de hasta 4 Hz)
La actividad delta se encuentra predominantemente en los bebés. Las ondas delta se asocian con etapas profundas del sueño en sujetos más viejos. Las ondas delta han sido documentadas interictalmente (entre crisis) en pacientes con crisis de ausencia, que implican lapsos breves y repentinos de atención.
Las ondas delta se caracterizan por ondas de baja frecuencia (alrededor de 3 Hz) y alta amplitud. Los ritmos delta pueden estar presentes durante la vigilia: responden a la apertura de los ojos y pueden ser potenciados también por la hiperventilación. Cuando son medidas por un dispositivo de EEG, a menudo se les llama ondas delta de EEG.
Usando Ondas EEG para Entender Cómo Funciona el Cerebro
¿Qué Muestra un EEG?
Su cerebro está constantemente absorbiendo y procesando información, incluso cuando duerme. Toda esta actividad genera señales eléctricas que los sensores de EEG recogen. Esto permite capturar cambios en la actividad cerebral, incluso si no hay respuesta conductual visible, como un movimiento o una expresión facial.
Un monitor de EEG cambia la electricidad que genera su cerebro, pero no pensamientos o sentimientos. No envía electricidad a su cerebro.
Detectar la actividad a través de las principales cortezas del cerebro es crucial para obtener datos de EEG de alta calidad. Los resultados pueden ser un proxy para evaluar los estados emocionales afectados por estímulos externos.
Una Breve Historia del EEG
La investigación sobre el fenómeno de la actividad eléctrica en el cerebro se llevó a cabo en animales desde 1875, cuando el médico Richard Caton publicó sus hallazgos de experimentos en conejos y monos en el British Medical Journal.
En 1890, Adolf Beck colocó electrodos directamente en la superficie del cerebro de un perro y un conejo para probar la estimulación sensorial. Su observación de la fluctuante actividad cerebral eléctrica condujo al descubrimiento de las ondas cerebrales y llevó al EEG a convertirse en un campo científico.
El fisiólogo y psiquiatra alemán Hans Berger es acreditado con haber registrado las primeras ondas cerebrales humanas de EEG en 1924. Berger inventó el electroencefalograma, un dispositivo que registra señales de EEG. En su libro “Los Orígenes del EEG”, el autor David Millet describió la invención como “uno de los desarrollos más sorprendentes, notables y trascendentales en la historia de la neurología clínica.”
La primera grabación humana de EEG fue obtenida por Hans Berger en 1924. La señal superior es EEG y la inferior es una señal de temporización de 10 Hz.
Hans Berger, la primera persona en registrar ondas cerebrales de EEG en humanos.
El campo de la electroencefalografía clínica comenzó en 1935. Se originó de la investigación de los neurocientíficos Frederic Gibbs, Hallowell Davis y William Lennox sobre picos epilépticos, ondas de picos interictales y los tres ciclos de crisis de EEG de ausencia clínica. Gibbs y el científico Herbert Jasper concluyeron que los picos interictales son una firma distintiva de la epilepsia. El primer laboratorio de EEG se abrió en el Hospital General de Massachusetts en 1936.
En 1947, se fundó la Sociedad EEG Americana, ahora conocida como La Sociedad Americana de Neurofisiología Clínica, y tuvo lugar el primer Congreso Internacional de EEG.
En los años 50, William Grey Walter desarrolló la topografía de EEG, un complemento al EEG, que permitió el mapeo de la actividad eléctrica a través de la superficie del cerebro. Esto fue popular en los años 80, pero nunca fue adoptado por la neurología convencional.
Stevo Bozinovski, Liljana Bozinovska y Mihail Sestakov fueron los primeros científicos en lograr el control de un objeto físico utilizando una máquina de EEG en 1988. En 2011, el EEG entró en el mercado de consumo cuando los emprendedores tecnológicos Tan Le y el Dr. Geoff Mackellar lanzaron la empresa EMOTIV.
La tecnología de EEG, como los auriculares y las gorras, son componentes de BCI (Interfaz Cerebro-Computadora). BCI también se conoce como HMI (Interfaz Humano-Máquina), MMI (Interfaz Mente-Máquina), BMI (Interfaz Cerebro-Máquina) y DNI (Interfaz Neural Directa): el DNI puede decodificar señales del cerebro y otras partes del sistema neural. BCI busca rastrear el rendimiento cognitivo y controlar tanto objetos virtuales como físicos a través del aprendizaje automático de comandos mentales entrenados.
En 2017, el corredor cuadriplégico Rodrigo Hübner Mendes se convirtió en la primera persona en manejar un coche de Fórmula 1 utilizando solo sus ondas cerebrales, gracias a un auricular de EEG de EMOTIV.
¿Para Qué Se Usa el EEG?
Rendimiento y Bienestar
Atletas, biohackers y cualquier consumidor interesado pueden usar EEG para “rastrear” su actividad cerebral de la misma manera que podrían rastrear el número de pasos que dan en un día. El EEG puede medir funciones cognitivas —como la atención y la distracción, el estrés y la carga cognitiva (la capacidad total del cerebro para actividad mental impuesta en la memoria de trabajo en cualquier momento). Estos hallazgos pueden revelar valiosos conocimientos sobre cómo responde el cerebro a eventos cotidianos. Los datos de EEG proporcionan retroalimentación que puede utilizarse para diseñar estrategias científicas informadas para reducir el estrés, mejorar el enfoque o mejorar la meditación.
Investigación de Consumidores
Los datos de EEG pueden ser una poderosa herramienta de búsqueda para obtener información sobre los consumidores. Las respuestas cerebrales proporcionan retroalimentación sin precedentes sobre el consumidor, ya que el EEG se utiliza para medir la brecha entre lo que los consumidores realmente prestan atención y lo que ellos mismos informan que les gusta o notan. Combinar EEG con otros sensores biométricos como el seguimiento ocular, análisis de expresiones faciales y mediciones de la frecuencia cardíaca puede proporcionar una comprensión completa del comportamiento del cliente para las empresas. El uso de neurotecnologías como el EEG para estudiar las reacciones de los consumidores se llama neuromarketing.
Cuidado de la Salud
Debido a que las pruebas de EEG muestran la actividad cerebral durante un procedimiento controlado, los resultados pueden contener información utilizada para diagnosticar varios trastornos cerebrales. Los datos anormales de EEG se muestran a través de ondas cerebrales irregulares. Los datos anormales de EEG pueden indicar signos de disfunción cerebral, traumatismo craneal, trastornos del sueño, problemas de memoria, tumores cerebrales, accidentes cerebrovasculares, demencia, trastornos convulsivos como la epilepsia y varias otras condiciones. Dependiendo del diagnóstico pretendido, los médicos a veces combinan EEG con pruebas cognitivas, monitoreo de la actividad cerebral y técnicas de neuroimagen.
Diagnóstico de Convulsiones
Se suelen recomendar pruebas de EEG a pacientes que experimentan actividad convulsiva. En estos casos, los médicos pueden realizar un EEG ambulatorio. Un EEG ambulatorio graba continuamente hasta 72 horas, mientras que el EEG tradicional dura entre 1 y 2 horas. Se permite al paciente moverse por su propia casa usando un auricular de EEG. Ampliar la grabación aumenta la probabilidad de registrar actividad cerebral anormal. Por esta razón, los EEG ambulatorios se utilizan a menudo para diagnosticar epilepsia (EEG de epilepsia), trastornos convulsivos o trastornos del sueño.
Estudio del Sueño para Trastornos del Sueño
Un estudio de sueño de EEG o prueba de “poligrafía del sueño” mide la actividad del cuerpo además de realizar una exploración cerebral. Un tecnólogo de EEG monitorea la frecuencia cardíaca, la respiración y los niveles de oxígeno en su sangre durante un procedimiento nocturno. La poligrafía del sueño se utiliza principalmente en investigación médica y como prueba diagnóstica para trastornos del sueño.
Neurociencia Cuantitativa
Como el EEG mide la actividad eléctrica en la capa externa del cerebro (la corteza cerebral), puede captar ondas cerebrales desde su cuero cabelludo. Al combinar pruebas de EEG con datos de otras técnicas de monitoreo cerebral, los investigadores pueden obtener nuevos conocimientos sobre las complejas interacciones que tienen lugar en nuestros cerebros, así como en nuestros cuerpos.
Eso es exactamente lo que la electroencefalografía cuantitativa (qEEG) busca lograr. El EEG cuantitativo registra sus ondas cerebrales igual que un EEG tradicional. Utilizando aprendizaje automático, el qEEG compara sus ondas cerebrales con las ondas cerebrales de individuos en el mismo rango de edad y género, pero que no tienen disfunción cerebral. El proceso de qEEG crea un “mapa” de su cerebro mediante la comparación cuantitativa. Este proceso es común en la subdisciplina de la neurociencia llamada neurociencia computacional.
La colocación de electrodos de EEG es una parte crítica del éxito del qEEG. Las colocaciones de electrodos de EEG tradicionales siguen el sistema 10-20, un estándar reconocido internacionalmente para aplicar los electrodos conectados a su cuero cabelludo. “10-20” se refiere a la distancia entre los electrodos de EEG que es del 10% o 20% de la distancia total del cráneo.
El número de electrodos en un dispositivo puede variar: algunos sistemas de grabación de EEG pueden tener hasta 256 electrodos. Las grabaciones de qEEG utilizan una gorra de 19 sensores para reunir datos de todas las 19 áreas de su cuero cabelludo. Debido a que los electrodos de EEG amplifican señales del sitio donde se colocan, la adquisición de mapas cerebrales de qEEG identifica a nivel cerebral la causa de la disfunción observada a nivel conductual y/o cognitivo.
Investigación Académica
Los resultados anormales de EEG no son la única información valiosa derivada de los resultados de pruebas de EEG. Muchos investigadores utilizan EEG normal en su investigación, incluido un estudio pionero de 1957 sobre la actividad cerebral durante el sueño REM.
Como se introdujo en la sección sobre los tipos de ondas cerebrales que mide el EEG, estudiar las grabaciones de EEG revela una gama de frecuencias contenidas en las señales cerebrales. Estas frecuencias reflejan diferentes estados de atención y cognición. Por ejemplo, los investigadores han monitoreado la actividad de banda gamma (a menudo asociada con la atención consciente) mientras investigaban las respuestas neurológicas durante la meditación (EEG de meditación).
La actividad de banda gamma se asocia con el máximo rendimiento mental o físico. Experimentos en los que un sujeto usando un dispositivo de EEG practica la meditación profunda han dado lugar a teorías de que las ondas gamma están asociadas con experiencias conscientes o estados mentales trascendentales. Sin embargo, no hay un acuerdo entre los investigadores académicos sobre qué funciones cognitivas se asocian con la actividad de banda gamma.
Los investigadores necesitan una forma de procesar y manejar toda la riqueza de datos cerebrales que recopilan, e incluso compartirla con diferentes instituciones. “Neuroinformática” es el campo de investigación que proporciona herramientas computacionales y modelos matemáticos para datos de neurociencia. La neuroinformática tiene como objetivo crear tecnologías para organizar bases de datos, compartir datos y modelar datos. Se refiere a una cantidad diversa de datos, ya que “neurociencia” se define ampliamente como el estudio científico del sistema nervioso. Una de las subdisciplinas de la neurociencia incluye la psicología cognitiva, que utiliza métodos de neuroimagen como el EEG para analizar qué partes del cerebro y del sistema nervioso subyacen a qué procesos cognitivos.
Investigación de Mercado: Usando Auriculares de EEG para Entender el Estado Emocional y Cognitivo
Proceso de Prueba de EEG
Preparándose para un Procedimiento de EEG
Las siguientes secciones sobre monitoreo de EEG, interpretación y resultados incluyen información para audiencias que se someten a las pruebas de EEG en un entorno de atención médica. La mejor forma de prepararse para una prueba es siempre preguntar a los administradores de la prueba por instrucciones específicas de preparación. Las instrucciones para la preparación pueden variar según el caso de uso: por ejemplo, las grabaciones de EEG para investigación de consumidores, investigación académica o rendimiento y bienestar pueden requerir que los sujetos estén activos en lugar de acostarse.
Empresas como EMOTIV han logrado avances en la tecnología de EEG que hacen que la realización, procesamiento e interpretación de pruebas sea más rápido y conveniente. Los auriculares de EEG móviles y inalámbricos de EMOTIV pueden configurarse en menos de cinco minutos y permiten al participante moverse libremente en lugar de confinarlo a una instalación de pruebas.
Antes de una prueba de EEG, informe al profesional que administre la prueba, ya sea un médico, empleado o investigador, sobre cualquier medicamento habitual que tome. Se recomienda que se lave el cabello la noche anterior al procedimiento y lo deje libre de productos. Evite consumir o beber cafeína al menos 8 horas antes de la prueba. Si debe dormir durante el procedimiento de EEG, se le puede indicar que limite su sueño la noche anterior para asegurarse de que su cerebro pueda relajarse adecuadamente durante la prueba.
Monitoreo de EEG
No sentirá dolor ni incomodidad durante un procedimiento de EEG. Durante un procedimiento de EEG clínico, estará acostado en una cama o en una silla reclinable e instruido a cerrar los ojos. Un técnico de EEG mide su cabeza y marca dónde aplicar los electrodos.
Cuando comienza la prueba, los electrodos registran sus ondas cerebrales y envían la actividad a una máquina de grabación. La máquina de EEG convierte los datos en un patrón de onda para su interpretación. Después de que se termina la grabación, el técnico retira los electrodos de su cuero cabelludo.
Las pruebas de EEG de rutina en entornos científicos o clínicos toman entre 30 y 60 minutos para completar, incluyendo alrededor de 20 minutos de tiempo de configuración inicial. Las pruebas de EEG realizadas para consumidores, rendimiento individual e investigación laboral pueden ser más cortas o más largas en duración según los propósitos de la prueba. Los auriculares inalámbricos de EEG de EMOTIV permiten una configuración más rápida para estos casos de uso (menos de cinco minutos).
No debería ser necesario ningún tiempo de recuperación después de un procedimiento. Si ha tomado un medicamento que ha causado somnolencia para poder dormir durante la prueba, el administrador de la prueba puede recomendarle esperar en la instalación hasta que los efectos hayan desaparecido o que alguien lo lleve a casa.
Los efectos secundarios de la prueba de EEG son raros. Los electrodos no producen ninguna sensación, solo registran la actividad cerebral. Las personas con epilepsia pueden experimentar una convulsión debido a estímulos como luces intermitentes durante el procedimiento. Una convulsión durante una prueba de EEG no es algo de que asustarse: en realidad puede ayudar a los médicos a diagnosticar el tipo de epilepsia y adaptar el tratamiento en consecuencia.
Interpretación de EEG y Resultados del Procedimiento
Si se le ha recomendado una prueba de EEG por razones clínicas, sus resultados serán interpretados por un médico que se especializa en el sistema nervioso. El neurólogo estudiará la grabación en busca de patrones cerebrales normales y anormales. Los patrones de ondas cerebrales son muy reconocibles por las características de sus formas de onda. Por ejemplo, un patrón de supresión de ráfagas, que a menudo se observa en pacientes con estados cerebrales inactivos como coma o anestesia general, muestra picos breves (la ráfaga) alternando con períodos de planitud (la supresión).
Diferentes tipos de epilepsia se caracterizan por patrones de EEG distintos. Un patrón de picos y ondas —un patrón de EEG generalizado y simétrico— se observa a menudo durante una crisis de ausencia, donde una persona experimenta una breve pérdida de conciencia. Una crisis focal parcial, en la que la actividad convulsiva solo afecta una área del cerebro, se caracteriza por un patrón de ritmo rápido y de baja tensión que aparece en el canal de datos de EEG asociado con esa área.
El neurólogo luego envía la medición de EEG de vuelta al médico que ordenó la prueba. Su médico puede programar una cita para revisar las imágenes de EEG y discutir los resultados con usted. Dependiendo de su condición, se le puede recomendar un servicio llamado neurofeedback de EEG o biofeedback como seguimiento. Por ejemplo, las personas que buscan fortalecer patrones de ondas cerebrales asociados con el enfoque podrían participar en terapia de neurofeedback para el TDAH.
La terapia de biofeedback ayuda a los sujetos a controlar procesos corporales involuntarios. Un sujeto que experimenta, por ejemplo, presión arterial alta, puede ver sus mediciones corporales en un monitor que recibe datos de electrodos en su piel. Monitorear esta actividad ayuda a enseñar ejercicios de relajación y mentales que pueden aliviar los síntomas.
De manera similar, el Neurofeedback se basa en el EEG para entrenar al cerebro para funcionar mejor. Durante este entrenamiento, el paciente se conecta a una máquina de EEG y está viendo su actividad cerebral en acción. Esto a menudo se parece a un tipo de videojuego en el que el paciente “juega” el juego con su cerebro para controlar su actividad cerebral. El paciente trata de mejorar las frecuencias cerebrales asociadas con disfunciones cerebrales, de la misma manera que un atleta trabaja en un músculo débil. El neurofeedback de EEG se recomienda a menudo para condiciones como la epilepsia, el trastorno bipolar, el TDAH y el autismo. Si bien puede ayudar con estos trastornos, no puede curarlos.
Diferentes Tipos de Dispositivos de EEG
Las máquinas de EEG vienen en forma de algunos dispositivos de EEG portátiles diferentes. A un nivel más alto está la diferencia entre los dispositivos de EEG clínicos (utilizados en entornos de atención médica e investigación científica) y los dispositivos de EEG de consumo (utilizados en investigación de consumo, investigación académica y rendimiento y bienestar). Con los dispositivos clínicos, los participantes no pueden moverse mientras usan el dispositivo, y se necesita recopilar los datos en un entorno controlado y blindado para evitar distorsionar la señal. Los dispositivos de EEG de consumo, como los auriculares inalámbricos de EMOTIV, permiten a los usuarios monitorear la actividad cerebral en cualquier lugar.
La variación entre los diferentes tipos de dispositivos de EEG portátiles es necesaria para satisfacer los requisitos de los profesionales que utilizan sistemas de EEG y los entornos en los que se recopilan los datos. Por ejemplo, los neurólogos y neurocientíficos a menudo necesitan una mayor densidad de sensores para realizar su análisis de datos que un investigador de consumo podría. Además de la colocación de electrodos de EEG, hay algunas otras variaciones notables entre los sistemas de EEG a considerar.
Gorras de EEG VS. Auriculares de EEG
¿Cuál es la diferencia entre una gorra de EEG y un auricular de EEG? La principal diferencia entre estos dos tipos más comunes de dispositivos portátiles de EEG está en el número de electrodos. Los auriculares suelen abarcar de 5 a 20 electrodos. Las gorras pueden admitir más sensores, ya que tienen una área de superficie más grande para la colocación de electrodos. Las gorras de EEG, como el EMOTIV EPOC FLEX ofrecen sensores móviles para un posicionamiento flexible. La configuración del sensor en el EMOTIV INSIGHT y el EPOC X es fija.
EPOC Flex
Sensores de gel o salina
EPOC+ y EPOC X
Sensores de salina
Electrodos de EEG Húmedos VS. Secos
Los dispositivos de EEG utilizan principalmente electrodos húmedos o secos. Hay una nueva forma de electrodos desarrollada llamada “electrodos de tatuaje”, que son electrodos impresos aplicados como un tatuaje temporal. Los electrodos húmedos permiten una mejor precisión de datos ya que utilizan un gel adhesivo para un mejor contacto con el cuero cabelludo. Los electrodos húmedos se utilizan principalmente en entornos clínicos y de investigación. Los electrodos secos no requieren un gel adhesivo. Los dispositivos de EEG con electrodos secos se utilizan a menudo en la investigación de consumidores de EEG, ya que permiten un tiempo de configuración más rápido. Los investigadores están constantemente comparando las ventajas y desventajas de los electrodos de EEG húmedos vs. secos.
Dispositivos de EEG con Cable VS. Inalámbricos
En la época temprana del EEG, los pacientes tenían que estar conectados a la máquina de EEG en un entorno clínico. Ahora, las pruebas de EEG inalámbricas son posibles, ya que las señales de EEG pueden ser digitalizadas y enviadas a la máquina de grabación como un teléfono inteligente, una computadora o la nube. Las pruebas se pueden realizar en una variedad de entornos utilizando EEG portátiles. Puede realizar un experimento en el que los sujetos usen auriculares de EEG inalámbricos y caminen por un parque, y el movimiento de su sujeto solo estará limitado por el rango de transmisión de datos. Si necesita controlar el entorno de prueba para administrar estímulos como luces intermitentes, puede optar por un entorno clínico, en cuyo caso no hay limitaciones para usar una máquina de EEG con cable.
Auriculares de EEG con Cable
Conexión por cable
Auricular de EEG Inalámbrico Emotiv
Tecnología inalámbrica Bluetooth
Medición de EEG vs. Otras Técnicas de Medición Cerebral
La ventaja de la medición de EEG es que es la medida menos invasiva de la actividad cerebral que tenemos disponible, y proporciona mucha información cuantitativa durante procesos cognitivos relevantes. Otros métodos para estudiar la función cerebral incluyen:
Imágenes por resonancia magnética funcional (fMRI)
Magnetoencefalografía (MEG)
Espectroscopia de resonancia magnética nuclear (NMR o MRS)
Electrocorticografía
Toma de imágenes por emisión de fotón único (SPECT)
Tomografía por emisión de positrones (PET)
Espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS)
Señal óptica relacionada con eventos (EROS)
Ventajas del EEG
A pesar de la relativa baja sensibilidad espacial del EEG, tiene múltiples ventajas sobre algunas de las técnicas de imagen cerebral y de investigación cerebral mencionadas anteriormente:
El EEG tiene una resolución temporal muy alta en comparación con la fMRI. Puede captar las reacciones rápidas del cerebro que ocurren a la velocidad de milisegundos, lo que le permite sincronizar con precisión lo que sucede en el cerebro y en el entorno. El EEG se registra a tasas de muestreo entre 250 y 2000 Hz en entornos clínicos y de investigación. Los sistemas de recolección de datos de EEG más modernos pueden grabar a tasas de muestreo superiores a 20,000 Hz si se desea.
Costos de hardware significativamente más bajos y costo total de propiedad (TCO).
Los datos de EEG se recopilan de manera no invasiva, a diferencia de la electrocorticografía, que requiere cirugía neurológica para colocar electrodos directamente en la superficie del cerebro.
Los sensores de EEG móviles se pueden usar en más lugares que fMRI, SPECT, PET, MRS o MEG, ya que estas técnicas dependen de equipos pesados, costosos e inmóviles.
El EEG es silencioso, lo que permite estudiar las respuestas a estímulos auditivos.
A diferencia de las fMRI y MRI, no hay peligro físico alrededor de una máquina de EEG. Las fMRI y MRI son imanes potentes que impiden su uso por pacientes con dispositivos metálicos como marcapasos.
Las fMRI, PET, MRS y SPECT pueden agravar la claustrofobia, lo que puede corromper los resultados de las pruebas. El EEG no induce claustrofobia, ya que los sujetos no están confinados a un espacio pequeño.
Las exploraciones de EEG de consumo permiten un mayor movimiento del sujeto durante las pruebas, a diferencia de la mayoría de las otras técnicas de neuroimagen.
El EEG no implica exposición a radioligandos, a diferencia de la tomografía por emisión de positrones, ni a campos magnéticos de alto nivel como los de MRI o fMRI.
El EEG no implica exposición a campos magnéticos de alta intensidad (>1 tesla).
A diferencia de los métodos de prueba conductual, el EEG puede detectar procesamiento encubierto (procesamiento que no requiere una respuesta). Esta tecnología también se utiliza en sujetos que no pueden hacer una respuesta motora.
El EEG tiene una baja barrera de entrada para el uso del consumidor, por lo que es una herramienta poderosa para rastrear y registrar la actividad cerebral durante diferentes actividades de la vida diaria, permitiendo un número casi ilimitado de aplicaciones.
El análisis del sueño por EEG puede indicar aspectos significativos del momento del desarrollo cerebral, incluida la evaluación de la maduración cerebral adolescente.
Hay una mejor comprensión de exactamente qué señal se mide con EEG, en comparación con la imagen BOLD (dependiente del nivel de oxígeno en sangre) utilizada en fMRI.
Juegos de EEG
La tecnología de EEG se ha adaptado al mundo de los juegos tanto para fines médicos como de entretenimiento. Las empresas están usando EEG para proporcionar formas de interactuar con videojuegos en VR, AR y BCI. Las máquinas de EEG detectan la señal y los algoritmos en el software interpretan sus ondas cerebrales para controlar su avatar en la pantalla.
El auricular EPOC de EMOTIV es la primera interfaz cerebro-computadora (BCI) de alta fidelidad que puede monitorear e interpretar pensamientos y emociones conscientes y no conscientes. La BCI puede detectar las complejas ondas cerebrales de 30 expresiones, emociones y acciones diferentes. Esta detección se logra mediante el aprendizaje automático. Los algoritmos de aprendizaje automático han sido entrenados para reconocer los patrones cerebrales que ocurren mientras el participante procesa las diversas expresiones, emociones y acciones.
Cuando los algoritmos detectan una onda cerebral de EEG en su conjunto de datos, la BCI puede asociar el patrón con un comando físico o digital. Por ejemplo, pensar en una palabra de activación como “¡empujar!” hará que su avatar empuje un objeto fuera de su camino.
TechCrunch TV: Dispositivos Controlados por la Mente y Más Usando EEG
Casos de Uso del EEG
Hay muchas aplicaciones modernas para la medición de EEG. Algunos casos de uso notables del EEG incluyen:
Neurociencia
Programas de educación cerebral
Neuromarketing
Estudios del Sueño
Interfaz Cerebro Computadora (BCI)
Rendimiento Cognitivo
Autocuantificación
Estados Emocionales
Terapia para el TDAH
Trastornos neurológicos
Entrenamiento de ondas cerebrales
Terapia cognitivo-conductual
Neuroinformática
Juegos de ondas cerebrales
Suplemento de AR y VR
Disfagia y Demencia
Rehabilitación después de un accidente cerebrovascular
Pruebas de memoria de trabajo (N-back)
Nota: Esta es solo información general sobre EEG. Los productos de EMOTIV están destinados a ser utilizados solo para aplicaciones de investigación y uso personal. Nuestros productos no se venden como dispositivos médicos según la directiva de la UE 93/42/EEC. Nuestros productos no están diseñados ni destinados a ser utilizados para el diagnóstico o tratamiento de enfermedades.
***Descargo de responsabilidad - Los productos de EMOTIV están destinados a ser utilizados solo para aplicaciones de investigación y uso personal. Nuestros productos no se venden como Dispositivos Médicos según la directiva de la UE 93/42/EEC. Nuestros productos no están diseñados ni destinados a ser utilizados para el diagnóstico o tratamiento de enfermedades.
Definición de EEG
EEG significa “electroencefalografía”, que es un proceso electrofisiológico para registrar la actividad eléctrica del cerebro. El EEG mide los cambios en la actividad eléctrica producida por el cerebro. Los cambios de voltaje provienen de corrientes iónicas dentro de y entre algunas células cerebrales llamadas neuronas.
¿Qué es un EEG?
Una prueba de EEG evalúa la actividad eléctrica del cerebro. Las exploraciones de EEG se realizan colocando sensores de EEG —pequeños discos metálicos también llamados electrodos de EEG— en su cuero cabelludo. Estos electrodos recogen y registran la actividad eléctrica en su cerebro. Las señales de EEG recopiladas se amplifican, se digitalizan y luego se envían a una computadora o dispositivo móvil para almacenamiento y procesamiento de datos.
Analizar los datos de EEG es una forma excepcional de estudiar los procesos cognitivos. Puede ayudar a los médicos a establecer un diagnóstico médico, a los investigadores a comprender los procesos cerebrales que subyacen al comportamiento humano y a las personas a mejorar su productividad y bienestar.
¿Cómo funciona un EEG?
Los miles de millones de células en su cerebro producen señales eléctricas muy pequeñas que forman patrones no lineales llamados ondas cerebrales. Una máquina de EEG mide la actividad eléctrica en la corteza cerebral, la capa externa del cerebro, durante una prueba de EEG. Los sensores de EEG se colocan en la cabeza de un participante, luego los electrodos detectan no invasivamente las ondas cerebrales del sujeto.
Los sensores de EEG pueden registrar hasta varios miles de instantáneas de la actividad eléctrica generada en el cerebro en un solo segundo. Las ondas cerebrales registradas se envían a amplificadores, luego a una computadora o a la nube para procesar los datos. Las señales amplificadas, que se asemejan a líneas onduladas, pueden ser registradas en una computadora, dispositivo móvil o en una base de datos en la nube.
El software de computación en la nube se considera una crítica innovación en el procesamiento de datos de EEG, ya que permite análisis en tiempo real de grabaciones a gran escala: en los primeros días de la medición de EEG, las ondas simplemente se registraban en papel milimetrado. Los sistemas de EEG, en la investigación académica y comercial, normalmente muestran los datos como una serie temporal o como un flujo continuo de voltajes.
Ondas EEG registradas en papel milimetrado
Ondas EEG registradas digitalmente
Ondas EEG en software moderno de visualización cerebral
Para mapear la actividad eléctrica del cerebro, es mejor obtener mediciones de EEG de señales a través de muchas estructuras corticales diferentes ubicadas por toda la superficie del cerebro.
Ondas EEG en el gráfico de serie temporal moderno de visualización cerebral
Tipos de ondas cerebrales que mide el EEG
Los electrodos de un dispositivo de EEG capturan la actividad eléctrica expresada en varias frecuencias de EEG. Usando un algoritmo llamado Transformada Rápida de Fourier (FFT), estas señales de EEG en bruto pueden identificarse como ondas distintas con diferentes frecuencias. La frecuencia, que se refiere a la velocidad de las oscilaciones eléctricas, se mide en ciclos por segundo: un Hertz (Hz) es igual a un ciclo por segundo. Las ondas cerebrales se categorizan por frecuencia en cuatro tipos principales: Beta, Alpha, Theta y Delta.
Los siguientes párrafos discuten algunas de las funciones asociadas con las cuatro frecuencias cerebrales principales. Estas funciones simplemente se han encontrado asociadas con diferentes frecuencias cerebrales: no hay una correspondencia lineal uno a uno entre una banda de frecuencia y una función determinada del cerebro.
Ondas Beta (rango de frecuencia de 14 Hz a aproximadamente 30 Hz)
Las ondas beta están más asociadas con estar consciente o en un estado alerta y atento. Las ondas beta de baja amplitud se asocian con una concentración activa o con un estado de mente ocupado o ansioso. Las ondas beta también se asocian con decisiones motoras (supresión del movimiento y retroalimentación sensorial del movimiento). Cuando son medidas por un dispositivo de EEG, las señales a menudo se denominan ondas beta de EEG.
Ondas Alpha (rango de frecuencia de 7 Hz a 13 Hz)
Las ondas alpha se asocian a menudo con un estado de mente relajado, calmado y lúcido. Las ondas alpha se pueden encontrar en las regiones occipital y posterior del cerebro. Las ondas alpha se pueden inducir al cerrar los ojos y relajarse, y raramente están presentes durante procesos cognitivos intensos como pensar, cálculo mental y resolución de problemas. En la mayoría de los adultos, las ondas alpha oscilan en frecuencia de 9 a 11 Hz. Cuando son medidas por un dispositivo de EEG, a menudo se les llama ondas alpha de EEG.
Ondas Theta (rango de frecuencia de 4 Hz a 7 Hz)
La actividad cerebral dentro de un rango de frecuencia comprendido entre 4 y 7 Hz se conoce como actividad Theta. El ritmo theta detectado en la medición de EEG se encuentra a menudo en adultos jóvenes, particularmente en las regiones temporales y durante la hiperventilación. En individuos mayores, la actividad theta con una amplitud mayor a aproximadamente 30 milivoltios (mV) se observa con menos frecuencia, excepto durante la somnolencia. Cuando son medidas por un dispositivo de EEG, a menudo se les llama ondas theta de EEG.
Ondas Delta (rango de frecuencia de hasta 4 Hz)
La actividad delta se encuentra predominantemente en los bebés. Las ondas delta se asocian con etapas profundas del sueño en sujetos más viejos. Las ondas delta han sido documentadas interictalmente (entre crisis) en pacientes con crisis de ausencia, que implican lapsos breves y repentinos de atención.
Las ondas delta se caracterizan por ondas de baja frecuencia (alrededor de 3 Hz) y alta amplitud. Los ritmos delta pueden estar presentes durante la vigilia: responden a la apertura de los ojos y pueden ser potenciados también por la hiperventilación. Cuando son medidas por un dispositivo de EEG, a menudo se les llama ondas delta de EEG.
Usando Ondas EEG para Entender Cómo Funciona el Cerebro
¿Qué Muestra un EEG?
Su cerebro está constantemente absorbiendo y procesando información, incluso cuando duerme. Toda esta actividad genera señales eléctricas que los sensores de EEG recogen. Esto permite capturar cambios en la actividad cerebral, incluso si no hay respuesta conductual visible, como un movimiento o una expresión facial.
Un monitor de EEG cambia la electricidad que genera su cerebro, pero no pensamientos o sentimientos. No envía electricidad a su cerebro.
Detectar la actividad a través de las principales cortezas del cerebro es crucial para obtener datos de EEG de alta calidad. Los resultados pueden ser un proxy para evaluar los estados emocionales afectados por estímulos externos.
Una Breve Historia del EEG
La investigación sobre el fenómeno de la actividad eléctrica en el cerebro se llevó a cabo en animales desde 1875, cuando el médico Richard Caton publicó sus hallazgos de experimentos en conejos y monos en el British Medical Journal.
En 1890, Adolf Beck colocó electrodos directamente en la superficie del cerebro de un perro y un conejo para probar la estimulación sensorial. Su observación de la fluctuante actividad cerebral eléctrica condujo al descubrimiento de las ondas cerebrales y llevó al EEG a convertirse en un campo científico.
El fisiólogo y psiquiatra alemán Hans Berger es acreditado con haber registrado las primeras ondas cerebrales humanas de EEG en 1924. Berger inventó el electroencefalograma, un dispositivo que registra señales de EEG. En su libro “Los Orígenes del EEG”, el autor David Millet describió la invención como “uno de los desarrollos más sorprendentes, notables y trascendentales en la historia de la neurología clínica.”
La primera grabación humana de EEG fue obtenida por Hans Berger en 1924. La señal superior es EEG y la inferior es una señal de temporización de 10 Hz.
Hans Berger, la primera persona en registrar ondas cerebrales de EEG en humanos.
El campo de la electroencefalografía clínica comenzó en 1935. Se originó de la investigación de los neurocientíficos Frederic Gibbs, Hallowell Davis y William Lennox sobre picos epilépticos, ondas de picos interictales y los tres ciclos de crisis de EEG de ausencia clínica. Gibbs y el científico Herbert Jasper concluyeron que los picos interictales son una firma distintiva de la epilepsia. El primer laboratorio de EEG se abrió en el Hospital General de Massachusetts en 1936.
En 1947, se fundó la Sociedad EEG Americana, ahora conocida como La Sociedad Americana de Neurofisiología Clínica, y tuvo lugar el primer Congreso Internacional de EEG.
En los años 50, William Grey Walter desarrolló la topografía de EEG, un complemento al EEG, que permitió el mapeo de la actividad eléctrica a través de la superficie del cerebro. Esto fue popular en los años 80, pero nunca fue adoptado por la neurología convencional.
Stevo Bozinovski, Liljana Bozinovska y Mihail Sestakov fueron los primeros científicos en lograr el control de un objeto físico utilizando una máquina de EEG en 1988. En 2011, el EEG entró en el mercado de consumo cuando los emprendedores tecnológicos Tan Le y el Dr. Geoff Mackellar lanzaron la empresa EMOTIV.
La tecnología de EEG, como los auriculares y las gorras, son componentes de BCI (Interfaz Cerebro-Computadora). BCI también se conoce como HMI (Interfaz Humano-Máquina), MMI (Interfaz Mente-Máquina), BMI (Interfaz Cerebro-Máquina) y DNI (Interfaz Neural Directa): el DNI puede decodificar señales del cerebro y otras partes del sistema neural. BCI busca rastrear el rendimiento cognitivo y controlar tanto objetos virtuales como físicos a través del aprendizaje automático de comandos mentales entrenados.
En 2017, el corredor cuadriplégico Rodrigo Hübner Mendes se convirtió en la primera persona en manejar un coche de Fórmula 1 utilizando solo sus ondas cerebrales, gracias a un auricular de EEG de EMOTIV.
¿Para Qué Se Usa el EEG?
Rendimiento y Bienestar
Atletas, biohackers y cualquier consumidor interesado pueden usar EEG para “rastrear” su actividad cerebral de la misma manera que podrían rastrear el número de pasos que dan en un día. El EEG puede medir funciones cognitivas —como la atención y la distracción, el estrés y la carga cognitiva (la capacidad total del cerebro para actividad mental impuesta en la memoria de trabajo en cualquier momento). Estos hallazgos pueden revelar valiosos conocimientos sobre cómo responde el cerebro a eventos cotidianos. Los datos de EEG proporcionan retroalimentación que puede utilizarse para diseñar estrategias científicas informadas para reducir el estrés, mejorar el enfoque o mejorar la meditación.
Investigación de Consumidores
Los datos de EEG pueden ser una poderosa herramienta de búsqueda para obtener información sobre los consumidores. Las respuestas cerebrales proporcionan retroalimentación sin precedentes sobre el consumidor, ya que el EEG se utiliza para medir la brecha entre lo que los consumidores realmente prestan atención y lo que ellos mismos informan que les gusta o notan. Combinar EEG con otros sensores biométricos como el seguimiento ocular, análisis de expresiones faciales y mediciones de la frecuencia cardíaca puede proporcionar una comprensión completa del comportamiento del cliente para las empresas. El uso de neurotecnologías como el EEG para estudiar las reacciones de los consumidores se llama neuromarketing.
Cuidado de la Salud
Debido a que las pruebas de EEG muestran la actividad cerebral durante un procedimiento controlado, los resultados pueden contener información utilizada para diagnosticar varios trastornos cerebrales. Los datos anormales de EEG se muestran a través de ondas cerebrales irregulares. Los datos anormales de EEG pueden indicar signos de disfunción cerebral, traumatismo craneal, trastornos del sueño, problemas de memoria, tumores cerebrales, accidentes cerebrovasculares, demencia, trastornos convulsivos como la epilepsia y varias otras condiciones. Dependiendo del diagnóstico pretendido, los médicos a veces combinan EEG con pruebas cognitivas, monitoreo de la actividad cerebral y técnicas de neuroimagen.
Diagnóstico de Convulsiones
Se suelen recomendar pruebas de EEG a pacientes que experimentan actividad convulsiva. En estos casos, los médicos pueden realizar un EEG ambulatorio. Un EEG ambulatorio graba continuamente hasta 72 horas, mientras que el EEG tradicional dura entre 1 y 2 horas. Se permite al paciente moverse por su propia casa usando un auricular de EEG. Ampliar la grabación aumenta la probabilidad de registrar actividad cerebral anormal. Por esta razón, los EEG ambulatorios se utilizan a menudo para diagnosticar epilepsia (EEG de epilepsia), trastornos convulsivos o trastornos del sueño.
Estudio del Sueño para Trastornos del Sueño
Un estudio de sueño de EEG o prueba de “poligrafía del sueño” mide la actividad del cuerpo además de realizar una exploración cerebral. Un tecnólogo de EEG monitorea la frecuencia cardíaca, la respiración y los niveles de oxígeno en su sangre durante un procedimiento nocturno. La poligrafía del sueño se utiliza principalmente en investigación médica y como prueba diagnóstica para trastornos del sueño.
Neurociencia Cuantitativa
Como el EEG mide la actividad eléctrica en la capa externa del cerebro (la corteza cerebral), puede captar ondas cerebrales desde su cuero cabelludo. Al combinar pruebas de EEG con datos de otras técnicas de monitoreo cerebral, los investigadores pueden obtener nuevos conocimientos sobre las complejas interacciones que tienen lugar en nuestros cerebros, así como en nuestros cuerpos.
Eso es exactamente lo que la electroencefalografía cuantitativa (qEEG) busca lograr. El EEG cuantitativo registra sus ondas cerebrales igual que un EEG tradicional. Utilizando aprendizaje automático, el qEEG compara sus ondas cerebrales con las ondas cerebrales de individuos en el mismo rango de edad y género, pero que no tienen disfunción cerebral. El proceso de qEEG crea un “mapa” de su cerebro mediante la comparación cuantitativa. Este proceso es común en la subdisciplina de la neurociencia llamada neurociencia computacional.
La colocación de electrodos de EEG es una parte crítica del éxito del qEEG. Las colocaciones de electrodos de EEG tradicionales siguen el sistema 10-20, un estándar reconocido internacionalmente para aplicar los electrodos conectados a su cuero cabelludo. “10-20” se refiere a la distancia entre los electrodos de EEG que es del 10% o 20% de la distancia total del cráneo.
El número de electrodos en un dispositivo puede variar: algunos sistemas de grabación de EEG pueden tener hasta 256 electrodos. Las grabaciones de qEEG utilizan una gorra de 19 sensores para reunir datos de todas las 19 áreas de su cuero cabelludo. Debido a que los electrodos de EEG amplifican señales del sitio donde se colocan, la adquisición de mapas cerebrales de qEEG identifica a nivel cerebral la causa de la disfunción observada a nivel conductual y/o cognitivo.
Investigación Académica
Los resultados anormales de EEG no son la única información valiosa derivada de los resultados de pruebas de EEG. Muchos investigadores utilizan EEG normal en su investigación, incluido un estudio pionero de 1957 sobre la actividad cerebral durante el sueño REM.
Como se introdujo en la sección sobre los tipos de ondas cerebrales que mide el EEG, estudiar las grabaciones de EEG revela una gama de frecuencias contenidas en las señales cerebrales. Estas frecuencias reflejan diferentes estados de atención y cognición. Por ejemplo, los investigadores han monitoreado la actividad de banda gamma (a menudo asociada con la atención consciente) mientras investigaban las respuestas neurológicas durante la meditación (EEG de meditación).
La actividad de banda gamma se asocia con el máximo rendimiento mental o físico. Experimentos en los que un sujeto usando un dispositivo de EEG practica la meditación profunda han dado lugar a teorías de que las ondas gamma están asociadas con experiencias conscientes o estados mentales trascendentales. Sin embargo, no hay un acuerdo entre los investigadores académicos sobre qué funciones cognitivas se asocian con la actividad de banda gamma.
Los investigadores necesitan una forma de procesar y manejar toda la riqueza de datos cerebrales que recopilan, e incluso compartirla con diferentes instituciones. “Neuroinformática” es el campo de investigación que proporciona herramientas computacionales y modelos matemáticos para datos de neurociencia. La neuroinformática tiene como objetivo crear tecnologías para organizar bases de datos, compartir datos y modelar datos. Se refiere a una cantidad diversa de datos, ya que “neurociencia” se define ampliamente como el estudio científico del sistema nervioso. Una de las subdisciplinas de la neurociencia incluye la psicología cognitiva, que utiliza métodos de neuroimagen como el EEG para analizar qué partes del cerebro y del sistema nervioso subyacen a qué procesos cognitivos.
Investigación de Mercado: Usando Auriculares de EEG para Entender el Estado Emocional y Cognitivo
Proceso de Prueba de EEG
Preparándose para un Procedimiento de EEG
Las siguientes secciones sobre monitoreo de EEG, interpretación y resultados incluyen información para audiencias que se someten a las pruebas de EEG en un entorno de atención médica. La mejor forma de prepararse para una prueba es siempre preguntar a los administradores de la prueba por instrucciones específicas de preparación. Las instrucciones para la preparación pueden variar según el caso de uso: por ejemplo, las grabaciones de EEG para investigación de consumidores, investigación académica o rendimiento y bienestar pueden requerir que los sujetos estén activos en lugar de acostarse.
Empresas como EMOTIV han logrado avances en la tecnología de EEG que hacen que la realización, procesamiento e interpretación de pruebas sea más rápido y conveniente. Los auriculares de EEG móviles y inalámbricos de EMOTIV pueden configurarse en menos de cinco minutos y permiten al participante moverse libremente en lugar de confinarlo a una instalación de pruebas.
Antes de una prueba de EEG, informe al profesional que administre la prueba, ya sea un médico, empleado o investigador, sobre cualquier medicamento habitual que tome. Se recomienda que se lave el cabello la noche anterior al procedimiento y lo deje libre de productos. Evite consumir o beber cafeína al menos 8 horas antes de la prueba. Si debe dormir durante el procedimiento de EEG, se le puede indicar que limite su sueño la noche anterior para asegurarse de que su cerebro pueda relajarse adecuadamente durante la prueba.
Monitoreo de EEG
No sentirá dolor ni incomodidad durante un procedimiento de EEG. Durante un procedimiento de EEG clínico, estará acostado en una cama o en una silla reclinable e instruido a cerrar los ojos. Un técnico de EEG mide su cabeza y marca dónde aplicar los electrodos.
Cuando comienza la prueba, los electrodos registran sus ondas cerebrales y envían la actividad a una máquina de grabación. La máquina de EEG convierte los datos en un patrón de onda para su interpretación. Después de que se termina la grabación, el técnico retira los electrodos de su cuero cabelludo.
Las pruebas de EEG de rutina en entornos científicos o clínicos toman entre 30 y 60 minutos para completar, incluyendo alrededor de 20 minutos de tiempo de configuración inicial. Las pruebas de EEG realizadas para consumidores, rendimiento individual e investigación laboral pueden ser más cortas o más largas en duración según los propósitos de la prueba. Los auriculares inalámbricos de EEG de EMOTIV permiten una configuración más rápida para estos casos de uso (menos de cinco minutos).
No debería ser necesario ningún tiempo de recuperación después de un procedimiento. Si ha tomado un medicamento que ha causado somnolencia para poder dormir durante la prueba, el administrador de la prueba puede recomendarle esperar en la instalación hasta que los efectos hayan desaparecido o que alguien lo lleve a casa.
Los efectos secundarios de la prueba de EEG son raros. Los electrodos no producen ninguna sensación, solo registran la actividad cerebral. Las personas con epilepsia pueden experimentar una convulsión debido a estímulos como luces intermitentes durante el procedimiento. Una convulsión durante una prueba de EEG no es algo de que asustarse: en realidad puede ayudar a los médicos a diagnosticar el tipo de epilepsia y adaptar el tratamiento en consecuencia.
Interpretación de EEG y Resultados del Procedimiento
Si se le ha recomendado una prueba de EEG por razones clínicas, sus resultados serán interpretados por un médico que se especializa en el sistema nervioso. El neurólogo estudiará la grabación en busca de patrones cerebrales normales y anormales. Los patrones de ondas cerebrales son muy reconocibles por las características de sus formas de onda. Por ejemplo, un patrón de supresión de ráfagas, que a menudo se observa en pacientes con estados cerebrales inactivos como coma o anestesia general, muestra picos breves (la ráfaga) alternando con períodos de planitud (la supresión).
Diferentes tipos de epilepsia se caracterizan por patrones de EEG distintos. Un patrón de picos y ondas —un patrón de EEG generalizado y simétrico— se observa a menudo durante una crisis de ausencia, donde una persona experimenta una breve pérdida de conciencia. Una crisis focal parcial, en la que la actividad convulsiva solo afecta una área del cerebro, se caracteriza por un patrón de ritmo rápido y de baja tensión que aparece en el canal de datos de EEG asociado con esa área.
El neurólogo luego envía la medición de EEG de vuelta al médico que ordenó la prueba. Su médico puede programar una cita para revisar las imágenes de EEG y discutir los resultados con usted. Dependiendo de su condición, se le puede recomendar un servicio llamado neurofeedback de EEG o biofeedback como seguimiento. Por ejemplo, las personas que buscan fortalecer patrones de ondas cerebrales asociados con el enfoque podrían participar en terapia de neurofeedback para el TDAH.
La terapia de biofeedback ayuda a los sujetos a controlar procesos corporales involuntarios. Un sujeto que experimenta, por ejemplo, presión arterial alta, puede ver sus mediciones corporales en un monitor que recibe datos de electrodos en su piel. Monitorear esta actividad ayuda a enseñar ejercicios de relajación y mentales que pueden aliviar los síntomas.
De manera similar, el Neurofeedback se basa en el EEG para entrenar al cerebro para funcionar mejor. Durante este entrenamiento, el paciente se conecta a una máquina de EEG y está viendo su actividad cerebral en acción. Esto a menudo se parece a un tipo de videojuego en el que el paciente “juega” el juego con su cerebro para controlar su actividad cerebral. El paciente trata de mejorar las frecuencias cerebrales asociadas con disfunciones cerebrales, de la misma manera que un atleta trabaja en un músculo débil. El neurofeedback de EEG se recomienda a menudo para condiciones como la epilepsia, el trastorno bipolar, el TDAH y el autismo. Si bien puede ayudar con estos trastornos, no puede curarlos.
Diferentes Tipos de Dispositivos de EEG
Las máquinas de EEG vienen en forma de algunos dispositivos de EEG portátiles diferentes. A un nivel más alto está la diferencia entre los dispositivos de EEG clínicos (utilizados en entornos de atención médica e investigación científica) y los dispositivos de EEG de consumo (utilizados en investigación de consumo, investigación académica y rendimiento y bienestar). Con los dispositivos clínicos, los participantes no pueden moverse mientras usan el dispositivo, y se necesita recopilar los datos en un entorno controlado y blindado para evitar distorsionar la señal. Los dispositivos de EEG de consumo, como los auriculares inalámbricos de EMOTIV, permiten a los usuarios monitorear la actividad cerebral en cualquier lugar.
La variación entre los diferentes tipos de dispositivos de EEG portátiles es necesaria para satisfacer los requisitos de los profesionales que utilizan sistemas de EEG y los entornos en los que se recopilan los datos. Por ejemplo, los neurólogos y neurocientíficos a menudo necesitan una mayor densidad de sensores para realizar su análisis de datos que un investigador de consumo podría. Además de la colocación de electrodos de EEG, hay algunas otras variaciones notables entre los sistemas de EEG a considerar.
Gorras de EEG VS. Auriculares de EEG
¿Cuál es la diferencia entre una gorra de EEG y un auricular de EEG? La principal diferencia entre estos dos tipos más comunes de dispositivos portátiles de EEG está en el número de electrodos. Los auriculares suelen abarcar de 5 a 20 electrodos. Las gorras pueden admitir más sensores, ya que tienen una área de superficie más grande para la colocación de electrodos. Las gorras de EEG, como el EMOTIV EPOC FLEX ofrecen sensores móviles para un posicionamiento flexible. La configuración del sensor en el EMOTIV INSIGHT y el EPOC X es fija.
EPOC Flex
Sensores de gel o salina
EPOC+ y EPOC X
Sensores de salina
Electrodos de EEG Húmedos VS. Secos
Los dispositivos de EEG utilizan principalmente electrodos húmedos o secos. Hay una nueva forma de electrodos desarrollada llamada “electrodos de tatuaje”, que son electrodos impresos aplicados como un tatuaje temporal. Los electrodos húmedos permiten una mejor precisión de datos ya que utilizan un gel adhesivo para un mejor contacto con el cuero cabelludo. Los electrodos húmedos se utilizan principalmente en entornos clínicos y de investigación. Los electrodos secos no requieren un gel adhesivo. Los dispositivos de EEG con electrodos secos se utilizan a menudo en la investigación de consumidores de EEG, ya que permiten un tiempo de configuración más rápido. Los investigadores están constantemente comparando las ventajas y desventajas de los electrodos de EEG húmedos vs. secos.
Dispositivos de EEG con Cable VS. Inalámbricos
En la época temprana del EEG, los pacientes tenían que estar conectados a la máquina de EEG en un entorno clínico. Ahora, las pruebas de EEG inalámbricas son posibles, ya que las señales de EEG pueden ser digitalizadas y enviadas a la máquina de grabación como un teléfono inteligente, una computadora o la nube. Las pruebas se pueden realizar en una variedad de entornos utilizando EEG portátiles. Puede realizar un experimento en el que los sujetos usen auriculares de EEG inalámbricos y caminen por un parque, y el movimiento de su sujeto solo estará limitado por el rango de transmisión de datos. Si necesita controlar el entorno de prueba para administrar estímulos como luces intermitentes, puede optar por un entorno clínico, en cuyo caso no hay limitaciones para usar una máquina de EEG con cable.
Auriculares de EEG con Cable
Conexión por cable
Auricular de EEG Inalámbrico Emotiv
Tecnología inalámbrica Bluetooth
Medición de EEG vs. Otras Técnicas de Medición Cerebral
La ventaja de la medición de EEG es que es la medida menos invasiva de la actividad cerebral que tenemos disponible, y proporciona mucha información cuantitativa durante procesos cognitivos relevantes. Otros métodos para estudiar la función cerebral incluyen:
Imágenes por resonancia magnética funcional (fMRI)
Magnetoencefalografía (MEG)
Espectroscopia de resonancia magnética nuclear (NMR o MRS)
Electrocorticografía
Toma de imágenes por emisión de fotón único (SPECT)
Tomografía por emisión de positrones (PET)
Espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS)
Señal óptica relacionada con eventos (EROS)
Ventajas del EEG
A pesar de la relativa baja sensibilidad espacial del EEG, tiene múltiples ventajas sobre algunas de las técnicas de imagen cerebral y de investigación cerebral mencionadas anteriormente:
El EEG tiene una resolución temporal muy alta en comparación con la fMRI. Puede captar las reacciones rápidas del cerebro que ocurren a la velocidad de milisegundos, lo que le permite sincronizar con precisión lo que sucede en el cerebro y en el entorno. El EEG se registra a tasas de muestreo entre 250 y 2000 Hz en entornos clínicos y de investigación. Los sistemas de recolección de datos de EEG más modernos pueden grabar a tasas de muestreo superiores a 20,000 Hz si se desea.
Costos de hardware significativamente más bajos y costo total de propiedad (TCO).
Los datos de EEG se recopilan de manera no invasiva, a diferencia de la electrocorticografía, que requiere cirugía neurológica para colocar electrodos directamente en la superficie del cerebro.
Los sensores de EEG móviles se pueden usar en más lugares que fMRI, SPECT, PET, MRS o MEG, ya que estas técnicas dependen de equipos pesados, costosos e inmóviles.
El EEG es silencioso, lo que permite estudiar las respuestas a estímulos auditivos.
A diferencia de las fMRI y MRI, no hay peligro físico alrededor de una máquina de EEG. Las fMRI y MRI son imanes potentes que impiden su uso por pacientes con dispositivos metálicos como marcapasos.
Las fMRI, PET, MRS y SPECT pueden agravar la claustrofobia, lo que puede corromper los resultados de las pruebas. El EEG no induce claustrofobia, ya que los sujetos no están confinados a un espacio pequeño.
Las exploraciones de EEG de consumo permiten un mayor movimiento del sujeto durante las pruebas, a diferencia de la mayoría de las otras técnicas de neuroimagen.
El EEG no implica exposición a radioligandos, a diferencia de la tomografía por emisión de positrones, ni a campos magnéticos de alto nivel como los de MRI o fMRI.
El EEG no implica exposición a campos magnéticos de alta intensidad (>1 tesla).
A diferencia de los métodos de prueba conductual, el EEG puede detectar procesamiento encubierto (procesamiento que no requiere una respuesta). Esta tecnología también se utiliza en sujetos que no pueden hacer una respuesta motora.
El EEG tiene una baja barrera de entrada para el uso del consumidor, por lo que es una herramienta poderosa para rastrear y registrar la actividad cerebral durante diferentes actividades de la vida diaria, permitiendo un número casi ilimitado de aplicaciones.
El análisis del sueño por EEG puede indicar aspectos significativos del momento del desarrollo cerebral, incluida la evaluación de la maduración cerebral adolescente.
Hay una mejor comprensión de exactamente qué señal se mide con EEG, en comparación con la imagen BOLD (dependiente del nivel de oxígeno en sangre) utilizada en fMRI.
Juegos de EEG
La tecnología de EEG se ha adaptado al mundo de los juegos tanto para fines médicos como de entretenimiento. Las empresas están usando EEG para proporcionar formas de interactuar con videojuegos en VR, AR y BCI. Las máquinas de EEG detectan la señal y los algoritmos en el software interpretan sus ondas cerebrales para controlar su avatar en la pantalla.
El auricular EPOC de EMOTIV es la primera interfaz cerebro-computadora (BCI) de alta fidelidad que puede monitorear e interpretar pensamientos y emociones conscientes y no conscientes. La BCI puede detectar las complejas ondas cerebrales de 30 expresiones, emociones y acciones diferentes. Esta detección se logra mediante el aprendizaje automático. Los algoritmos de aprendizaje automático han sido entrenados para reconocer los patrones cerebrales que ocurren mientras el participante procesa las diversas expresiones, emociones y acciones.
Cuando los algoritmos detectan una onda cerebral de EEG en su conjunto de datos, la BCI puede asociar el patrón con un comando físico o digital. Por ejemplo, pensar en una palabra de activación como “¡empujar!” hará que su avatar empuje un objeto fuera de su camino.
TechCrunch TV: Dispositivos Controlados por la Mente y Más Usando EEG
Casos de Uso del EEG
Hay muchas aplicaciones modernas para la medición de EEG. Algunos casos de uso notables del EEG incluyen:
Neurociencia
Programas de educación cerebral
Neuromarketing
Estudios del Sueño
Interfaz Cerebro Computadora (BCI)
Rendimiento Cognitivo
Autocuantificación
Estados Emocionales
Terapia para el TDAH
Trastornos neurológicos
Entrenamiento de ondas cerebrales
Terapia cognitivo-conductual
Neuroinformática
Juegos de ondas cerebrales
Suplemento de AR y VR
Disfagia y Demencia
Rehabilitación después de un accidente cerebrovascular
Pruebas de memoria de trabajo (N-back)
Nota: Esta es solo información general sobre EEG. Los productos de EMOTIV están destinados a ser utilizados solo para aplicaciones de investigación y uso personal. Nuestros productos no se venden como dispositivos médicos según la directiva de la UE 93/42/EEC. Nuestros productos no están diseñados ni destinados a ser utilizados para el diagnóstico o tratamiento de enfermedades.
***Descargo de responsabilidad - Los productos de EMOTIV están destinados a ser utilizados solo para aplicaciones de investigación y uso personal. Nuestros productos no se venden como Dispositivos Médicos según la directiva de la UE 93/42/EEC. Nuestros productos no están diseñados ni destinados a ser utilizados para el diagnóstico o tratamiento de enfermedades.
Definición de EEG
EEG significa “electroencefalografía”, que es un proceso electrofisiológico para registrar la actividad eléctrica del cerebro. El EEG mide los cambios en la actividad eléctrica producida por el cerebro. Los cambios de voltaje provienen de corrientes iónicas dentro de y entre algunas células cerebrales llamadas neuronas.
¿Qué es un EEG?
Una prueba de EEG evalúa la actividad eléctrica del cerebro. Las exploraciones de EEG se realizan colocando sensores de EEG —pequeños discos metálicos también llamados electrodos de EEG— en su cuero cabelludo. Estos electrodos recogen y registran la actividad eléctrica en su cerebro. Las señales de EEG recopiladas se amplifican, se digitalizan y luego se envían a una computadora o dispositivo móvil para almacenamiento y procesamiento de datos.
Analizar los datos de EEG es una forma excepcional de estudiar los procesos cognitivos. Puede ayudar a los médicos a establecer un diagnóstico médico, a los investigadores a comprender los procesos cerebrales que subyacen al comportamiento humano y a las personas a mejorar su productividad y bienestar.
¿Cómo funciona un EEG?
Los miles de millones de células en su cerebro producen señales eléctricas muy pequeñas que forman patrones no lineales llamados ondas cerebrales. Una máquina de EEG mide la actividad eléctrica en la corteza cerebral, la capa externa del cerebro, durante una prueba de EEG. Los sensores de EEG se colocan en la cabeza de un participante, luego los electrodos detectan no invasivamente las ondas cerebrales del sujeto.
Los sensores de EEG pueden registrar hasta varios miles de instantáneas de la actividad eléctrica generada en el cerebro en un solo segundo. Las ondas cerebrales registradas se envían a amplificadores, luego a una computadora o a la nube para procesar los datos. Las señales amplificadas, que se asemejan a líneas onduladas, pueden ser registradas en una computadora, dispositivo móvil o en una base de datos en la nube.
El software de computación en la nube se considera una crítica innovación en el procesamiento de datos de EEG, ya que permite análisis en tiempo real de grabaciones a gran escala: en los primeros días de la medición de EEG, las ondas simplemente se registraban en papel milimetrado. Los sistemas de EEG, en la investigación académica y comercial, normalmente muestran los datos como una serie temporal o como un flujo continuo de voltajes.
Ondas EEG registradas en papel milimetrado
Ondas EEG registradas digitalmente
Ondas EEG en software moderno de visualización cerebral
Para mapear la actividad eléctrica del cerebro, es mejor obtener mediciones de EEG de señales a través de muchas estructuras corticales diferentes ubicadas por toda la superficie del cerebro.
Ondas EEG en el gráfico de serie temporal moderno de visualización cerebral
Tipos de ondas cerebrales que mide el EEG
Los electrodos de un dispositivo de EEG capturan la actividad eléctrica expresada en varias frecuencias de EEG. Usando un algoritmo llamado Transformada Rápida de Fourier (FFT), estas señales de EEG en bruto pueden identificarse como ondas distintas con diferentes frecuencias. La frecuencia, que se refiere a la velocidad de las oscilaciones eléctricas, se mide en ciclos por segundo: un Hertz (Hz) es igual a un ciclo por segundo. Las ondas cerebrales se categorizan por frecuencia en cuatro tipos principales: Beta, Alpha, Theta y Delta.
Los siguientes párrafos discuten algunas de las funciones asociadas con las cuatro frecuencias cerebrales principales. Estas funciones simplemente se han encontrado asociadas con diferentes frecuencias cerebrales: no hay una correspondencia lineal uno a uno entre una banda de frecuencia y una función determinada del cerebro.
Ondas Beta (rango de frecuencia de 14 Hz a aproximadamente 30 Hz)
Las ondas beta están más asociadas con estar consciente o en un estado alerta y atento. Las ondas beta de baja amplitud se asocian con una concentración activa o con un estado de mente ocupado o ansioso. Las ondas beta también se asocian con decisiones motoras (supresión del movimiento y retroalimentación sensorial del movimiento). Cuando son medidas por un dispositivo de EEG, las señales a menudo se denominan ondas beta de EEG.
Ondas Alpha (rango de frecuencia de 7 Hz a 13 Hz)
Las ondas alpha se asocian a menudo con un estado de mente relajado, calmado y lúcido. Las ondas alpha se pueden encontrar en las regiones occipital y posterior del cerebro. Las ondas alpha se pueden inducir al cerrar los ojos y relajarse, y raramente están presentes durante procesos cognitivos intensos como pensar, cálculo mental y resolución de problemas. En la mayoría de los adultos, las ondas alpha oscilan en frecuencia de 9 a 11 Hz. Cuando son medidas por un dispositivo de EEG, a menudo se les llama ondas alpha de EEG.
Ondas Theta (rango de frecuencia de 4 Hz a 7 Hz)
La actividad cerebral dentro de un rango de frecuencia comprendido entre 4 y 7 Hz se conoce como actividad Theta. El ritmo theta detectado en la medición de EEG se encuentra a menudo en adultos jóvenes, particularmente en las regiones temporales y durante la hiperventilación. En individuos mayores, la actividad theta con una amplitud mayor a aproximadamente 30 milivoltios (mV) se observa con menos frecuencia, excepto durante la somnolencia. Cuando son medidas por un dispositivo de EEG, a menudo se les llama ondas theta de EEG.
Ondas Delta (rango de frecuencia de hasta 4 Hz)
La actividad delta se encuentra predominantemente en los bebés. Las ondas delta se asocian con etapas profundas del sueño en sujetos más viejos. Las ondas delta han sido documentadas interictalmente (entre crisis) en pacientes con crisis de ausencia, que implican lapsos breves y repentinos de atención.
Las ondas delta se caracterizan por ondas de baja frecuencia (alrededor de 3 Hz) y alta amplitud. Los ritmos delta pueden estar presentes durante la vigilia: responden a la apertura de los ojos y pueden ser potenciados también por la hiperventilación. Cuando son medidas por un dispositivo de EEG, a menudo se les llama ondas delta de EEG.
Usando Ondas EEG para Entender Cómo Funciona el Cerebro
¿Qué Muestra un EEG?
Su cerebro está constantemente absorbiendo y procesando información, incluso cuando duerme. Toda esta actividad genera señales eléctricas que los sensores de EEG recogen. Esto permite capturar cambios en la actividad cerebral, incluso si no hay respuesta conductual visible, como un movimiento o una expresión facial.
Un monitor de EEG cambia la electricidad que genera su cerebro, pero no pensamientos o sentimientos. No envía electricidad a su cerebro.
Detectar la actividad a través de las principales cortezas del cerebro es crucial para obtener datos de EEG de alta calidad. Los resultados pueden ser un proxy para evaluar los estados emocionales afectados por estímulos externos.
Una Breve Historia del EEG
La investigación sobre el fenómeno de la actividad eléctrica en el cerebro se llevó a cabo en animales desde 1875, cuando el médico Richard Caton publicó sus hallazgos de experimentos en conejos y monos en el British Medical Journal.
En 1890, Adolf Beck colocó electrodos directamente en la superficie del cerebro de un perro y un conejo para probar la estimulación sensorial. Su observación de la fluctuante actividad cerebral eléctrica condujo al descubrimiento de las ondas cerebrales y llevó al EEG a convertirse en un campo científico.
El fisiólogo y psiquiatra alemán Hans Berger es acreditado con haber registrado las primeras ondas cerebrales humanas de EEG en 1924. Berger inventó el electroencefalograma, un dispositivo que registra señales de EEG. En su libro “Los Orígenes del EEG”, el autor David Millet describió la invención como “uno de los desarrollos más sorprendentes, notables y trascendentales en la historia de la neurología clínica.”
La primera grabación humana de EEG fue obtenida por Hans Berger en 1924. La señal superior es EEG y la inferior es una señal de temporización de 10 Hz.
Hans Berger, la primera persona en registrar ondas cerebrales de EEG en humanos.
El campo de la electroencefalografía clínica comenzó en 1935. Se originó de la investigación de los neurocientíficos Frederic Gibbs, Hallowell Davis y William Lennox sobre picos epilépticos, ondas de picos interictales y los tres ciclos de crisis de EEG de ausencia clínica. Gibbs y el científico Herbert Jasper concluyeron que los picos interictales son una firma distintiva de la epilepsia. El primer laboratorio de EEG se abrió en el Hospital General de Massachusetts en 1936.
En 1947, se fundó la Sociedad EEG Americana, ahora conocida como La Sociedad Americana de Neurofisiología Clínica, y tuvo lugar el primer Congreso Internacional de EEG.
En los años 50, William Grey Walter desarrolló la topografía de EEG, un complemento al EEG, que permitió el mapeo de la actividad eléctrica a través de la superficie del cerebro. Esto fue popular en los años 80, pero nunca fue adoptado por la neurología convencional.
Stevo Bozinovski, Liljana Bozinovska y Mihail Sestakov fueron los primeros científicos en lograr el control de un objeto físico utilizando una máquina de EEG en 1988. En 2011, el EEG entró en el mercado de consumo cuando los emprendedores tecnológicos Tan Le y el Dr. Geoff Mackellar lanzaron la empresa EMOTIV.
La tecnología de EEG, como los auriculares y las gorras, son componentes de BCI (Interfaz Cerebro-Computadora). BCI también se conoce como HMI (Interfaz Humano-Máquina), MMI (Interfaz Mente-Máquina), BMI (Interfaz Cerebro-Máquina) y DNI (Interfaz Neural Directa): el DNI puede decodificar señales del cerebro y otras partes del sistema neural. BCI busca rastrear el rendimiento cognitivo y controlar tanto objetos virtuales como físicos a través del aprendizaje automático de comandos mentales entrenados.
En 2017, el corredor cuadriplégico Rodrigo Hübner Mendes se convirtió en la primera persona en manejar un coche de Fórmula 1 utilizando solo sus ondas cerebrales, gracias a un auricular de EEG de EMOTIV.
¿Para Qué Se Usa el EEG?
Rendimiento y Bienestar
Atletas, biohackers y cualquier consumidor interesado pueden usar EEG para “rastrear” su actividad cerebral de la misma manera que podrían rastrear el número de pasos que dan en un día. El EEG puede medir funciones cognitivas —como la atención y la distracción, el estrés y la carga cognitiva (la capacidad total del cerebro para actividad mental impuesta en la memoria de trabajo en cualquier momento). Estos hallazgos pueden revelar valiosos conocimientos sobre cómo responde el cerebro a eventos cotidianos. Los datos de EEG proporcionan retroalimentación que puede utilizarse para diseñar estrategias científicas informadas para reducir el estrés, mejorar el enfoque o mejorar la meditación.
Investigación de Consumidores
Los datos de EEG pueden ser una poderosa herramienta de búsqueda para obtener información sobre los consumidores. Las respuestas cerebrales proporcionan retroalimentación sin precedentes sobre el consumidor, ya que el EEG se utiliza para medir la brecha entre lo que los consumidores realmente prestan atención y lo que ellos mismos informan que les gusta o notan. Combinar EEG con otros sensores biométricos como el seguimiento ocular, análisis de expresiones faciales y mediciones de la frecuencia cardíaca puede proporcionar una comprensión completa del comportamiento del cliente para las empresas. El uso de neurotecnologías como el EEG para estudiar las reacciones de los consumidores se llama neuromarketing.
Cuidado de la Salud
Debido a que las pruebas de EEG muestran la actividad cerebral durante un procedimiento controlado, los resultados pueden contener información utilizada para diagnosticar varios trastornos cerebrales. Los datos anormales de EEG se muestran a través de ondas cerebrales irregulares. Los datos anormales de EEG pueden indicar signos de disfunción cerebral, traumatismo craneal, trastornos del sueño, problemas de memoria, tumores cerebrales, accidentes cerebrovasculares, demencia, trastornos convulsivos como la epilepsia y varias otras condiciones. Dependiendo del diagnóstico pretendido, los médicos a veces combinan EEG con pruebas cognitivas, monitoreo de la actividad cerebral y técnicas de neuroimagen.
Diagnóstico de Convulsiones
Se suelen recomendar pruebas de EEG a pacientes que experimentan actividad convulsiva. En estos casos, los médicos pueden realizar un EEG ambulatorio. Un EEG ambulatorio graba continuamente hasta 72 horas, mientras que el EEG tradicional dura entre 1 y 2 horas. Se permite al paciente moverse por su propia casa usando un auricular de EEG. Ampliar la grabación aumenta la probabilidad de registrar actividad cerebral anormal. Por esta razón, los EEG ambulatorios se utilizan a menudo para diagnosticar epilepsia (EEG de epilepsia), trastornos convulsivos o trastornos del sueño.
Estudio del Sueño para Trastornos del Sueño
Un estudio de sueño de EEG o prueba de “poligrafía del sueño” mide la actividad del cuerpo además de realizar una exploración cerebral. Un tecnólogo de EEG monitorea la frecuencia cardíaca, la respiración y los niveles de oxígeno en su sangre durante un procedimiento nocturno. La poligrafía del sueño se utiliza principalmente en investigación médica y como prueba diagnóstica para trastornos del sueño.
Neurociencia Cuantitativa
Como el EEG mide la actividad eléctrica en la capa externa del cerebro (la corteza cerebral), puede captar ondas cerebrales desde su cuero cabelludo. Al combinar pruebas de EEG con datos de otras técnicas de monitoreo cerebral, los investigadores pueden obtener nuevos conocimientos sobre las complejas interacciones que tienen lugar en nuestros cerebros, así como en nuestros cuerpos.
Eso es exactamente lo que la electroencefalografía cuantitativa (qEEG) busca lograr. El EEG cuantitativo registra sus ondas cerebrales igual que un EEG tradicional. Utilizando aprendizaje automático, el qEEG compara sus ondas cerebrales con las ondas cerebrales de individuos en el mismo rango de edad y género, pero que no tienen disfunción cerebral. El proceso de qEEG crea un “mapa” de su cerebro mediante la comparación cuantitativa. Este proceso es común en la subdisciplina de la neurociencia llamada neurociencia computacional.
La colocación de electrodos de EEG es una parte crítica del éxito del qEEG. Las colocaciones de electrodos de EEG tradicionales siguen el sistema 10-20, un estándar reconocido internacionalmente para aplicar los electrodos conectados a su cuero cabelludo. “10-20” se refiere a la distancia entre los electrodos de EEG que es del 10% o 20% de la distancia total del cráneo.
El número de electrodos en un dispositivo puede variar: algunos sistemas de grabación de EEG pueden tener hasta 256 electrodos. Las grabaciones de qEEG utilizan una gorra de 19 sensores para reunir datos de todas las 19 áreas de su cuero cabelludo. Debido a que los electrodos de EEG amplifican señales del sitio donde se colocan, la adquisición de mapas cerebrales de qEEG identifica a nivel cerebral la causa de la disfunción observada a nivel conductual y/o cognitivo.
Investigación Académica
Los resultados anormales de EEG no son la única información valiosa derivada de los resultados de pruebas de EEG. Muchos investigadores utilizan EEG normal en su investigación, incluido un estudio pionero de 1957 sobre la actividad cerebral durante el sueño REM.
Como se introdujo en la sección sobre los tipos de ondas cerebrales que mide el EEG, estudiar las grabaciones de EEG revela una gama de frecuencias contenidas en las señales cerebrales. Estas frecuencias reflejan diferentes estados de atención y cognición. Por ejemplo, los investigadores han monitoreado la actividad de banda gamma (a menudo asociada con la atención consciente) mientras investigaban las respuestas neurológicas durante la meditación (EEG de meditación).
La actividad de banda gamma se asocia con el máximo rendimiento mental o físico. Experimentos en los que un sujeto usando un dispositivo de EEG practica la meditación profunda han dado lugar a teorías de que las ondas gamma están asociadas con experiencias conscientes o estados mentales trascendentales. Sin embargo, no hay un acuerdo entre los investigadores académicos sobre qué funciones cognitivas se asocian con la actividad de banda gamma.
Los investigadores necesitan una forma de procesar y manejar toda la riqueza de datos cerebrales que recopilan, e incluso compartirla con diferentes instituciones. “Neuroinformática” es el campo de investigación que proporciona herramientas computacionales y modelos matemáticos para datos de neurociencia. La neuroinformática tiene como objetivo crear tecnologías para organizar bases de datos, compartir datos y modelar datos. Se refiere a una cantidad diversa de datos, ya que “neurociencia” se define ampliamente como el estudio científico del sistema nervioso. Una de las subdisciplinas de la neurociencia incluye la psicología cognitiva, que utiliza métodos de neuroimagen como el EEG para analizar qué partes del cerebro y del sistema nervioso subyacen a qué procesos cognitivos.
Investigación de Mercado: Usando Auriculares de EEG para Entender el Estado Emocional y Cognitivo
Proceso de Prueba de EEG
Preparándose para un Procedimiento de EEG
Las siguientes secciones sobre monitoreo de EEG, interpretación y resultados incluyen información para audiencias que se someten a las pruebas de EEG en un entorno de atención médica. La mejor forma de prepararse para una prueba es siempre preguntar a los administradores de la prueba por instrucciones específicas de preparación. Las instrucciones para la preparación pueden variar según el caso de uso: por ejemplo, las grabaciones de EEG para investigación de consumidores, investigación académica o rendimiento y bienestar pueden requerir que los sujetos estén activos en lugar de acostarse.
Empresas como EMOTIV han logrado avances en la tecnología de EEG que hacen que la realización, procesamiento e interpretación de pruebas sea más rápido y conveniente. Los auriculares de EEG móviles y inalámbricos de EMOTIV pueden configurarse en menos de cinco minutos y permiten al participante moverse libremente en lugar de confinarlo a una instalación de pruebas.
Antes de una prueba de EEG, informe al profesional que administre la prueba, ya sea un médico, empleado o investigador, sobre cualquier medicamento habitual que tome. Se recomienda que se lave el cabello la noche anterior al procedimiento y lo deje libre de productos. Evite consumir o beber cafeína al menos 8 horas antes de la prueba. Si debe dormir durante el procedimiento de EEG, se le puede indicar que limite su sueño la noche anterior para asegurarse de que su cerebro pueda relajarse adecuadamente durante la prueba.
Monitoreo de EEG
No sentirá dolor ni incomodidad durante un procedimiento de EEG. Durante un procedimiento de EEG clínico, estará acostado en una cama o en una silla reclinable e instruido a cerrar los ojos. Un técnico de EEG mide su cabeza y marca dónde aplicar los electrodos.
Cuando comienza la prueba, los electrodos registran sus ondas cerebrales y envían la actividad a una máquina de grabación. La máquina de EEG convierte los datos en un patrón de onda para su interpretación. Después de que se termina la grabación, el técnico retira los electrodos de su cuero cabelludo.
Las pruebas de EEG de rutina en entornos científicos o clínicos toman entre 30 y 60 minutos para completar, incluyendo alrededor de 20 minutos de tiempo de configuración inicial. Las pruebas de EEG realizadas para consumidores, rendimiento individual e investigación laboral pueden ser más cortas o más largas en duración según los propósitos de la prueba. Los auriculares inalámbricos de EEG de EMOTIV permiten una configuración más rápida para estos casos de uso (menos de cinco minutos).
No debería ser necesario ningún tiempo de recuperación después de un procedimiento. Si ha tomado un medicamento que ha causado somnolencia para poder dormir durante la prueba, el administrador de la prueba puede recomendarle esperar en la instalación hasta que los efectos hayan desaparecido o que alguien lo lleve a casa.
Los efectos secundarios de la prueba de EEG son raros. Los electrodos no producen ninguna sensación, solo registran la actividad cerebral. Las personas con epilepsia pueden experimentar una convulsión debido a estímulos como luces intermitentes durante el procedimiento. Una convulsión durante una prueba de EEG no es algo de que asustarse: en realidad puede ayudar a los médicos a diagnosticar el tipo de epilepsia y adaptar el tratamiento en consecuencia.
Interpretación de EEG y Resultados del Procedimiento
Si se le ha recomendado una prueba de EEG por razones clínicas, sus resultados serán interpretados por un médico que se especializa en el sistema nervioso. El neurólogo estudiará la grabación en busca de patrones cerebrales normales y anormales. Los patrones de ondas cerebrales son muy reconocibles por las características de sus formas de onda. Por ejemplo, un patrón de supresión de ráfagas, que a menudo se observa en pacientes con estados cerebrales inactivos como coma o anestesia general, muestra picos breves (la ráfaga) alternando con períodos de planitud (la supresión).
Diferentes tipos de epilepsia se caracterizan por patrones de EEG distintos. Un patrón de picos y ondas —un patrón de EEG generalizado y simétrico— se observa a menudo durante una crisis de ausencia, donde una persona experimenta una breve pérdida de conciencia. Una crisis focal parcial, en la que la actividad convulsiva solo afecta una área del cerebro, se caracteriza por un patrón de ritmo rápido y de baja tensión que aparece en el canal de datos de EEG asociado con esa área.
El neurólogo luego envía la medición de EEG de vuelta al médico que ordenó la prueba. Su médico puede programar una cita para revisar las imágenes de EEG y discutir los resultados con usted. Dependiendo de su condición, se le puede recomendar un servicio llamado neurofeedback de EEG o biofeedback como seguimiento. Por ejemplo, las personas que buscan fortalecer patrones de ondas cerebrales asociados con el enfoque podrían participar en terapia de neurofeedback para el TDAH.
La terapia de biofeedback ayuda a los sujetos a controlar procesos corporales involuntarios. Un sujeto que experimenta, por ejemplo, presión arterial alta, puede ver sus mediciones corporales en un monitor que recibe datos de electrodos en su piel. Monitorear esta actividad ayuda a enseñar ejercicios de relajación y mentales que pueden aliviar los síntomas.
De manera similar, el Neurofeedback se basa en el EEG para entrenar al cerebro para funcionar mejor. Durante este entrenamiento, el paciente se conecta a una máquina de EEG y está viendo su actividad cerebral en acción. Esto a menudo se parece a un tipo de videojuego en el que el paciente “juega” el juego con su cerebro para controlar su actividad cerebral. El paciente trata de mejorar las frecuencias cerebrales asociadas con disfunciones cerebrales, de la misma manera que un atleta trabaja en un músculo débil. El neurofeedback de EEG se recomienda a menudo para condiciones como la epilepsia, el trastorno bipolar, el TDAH y el autismo. Si bien puede ayudar con estos trastornos, no puede curarlos.
Diferentes Tipos de Dispositivos de EEG
Las máquinas de EEG vienen en forma de algunos dispositivos de EEG portátiles diferentes. A un nivel más alto está la diferencia entre los dispositivos de EEG clínicos (utilizados en entornos de atención médica e investigación científica) y los dispositivos de EEG de consumo (utilizados en investigación de consumo, investigación académica y rendimiento y bienestar). Con los dispositivos clínicos, los participantes no pueden moverse mientras usan el dispositivo, y se necesita recopilar los datos en un entorno controlado y blindado para evitar distorsionar la señal. Los dispositivos de EEG de consumo, como los auriculares inalámbricos de EMOTIV, permiten a los usuarios monitorear la actividad cerebral en cualquier lugar.
La variación entre los diferentes tipos de dispositivos de EEG portátiles es necesaria para satisfacer los requisitos de los profesionales que utilizan sistemas de EEG y los entornos en los que se recopilan los datos. Por ejemplo, los neurólogos y neurocientíficos a menudo necesitan una mayor densidad de sensores para realizar su análisis de datos que un investigador de consumo podría. Además de la colocación de electrodos de EEG, hay algunas otras variaciones notables entre los sistemas de EEG a considerar.
Gorras de EEG VS. Auriculares de EEG
¿Cuál es la diferencia entre una gorra de EEG y un auricular de EEG? La principal diferencia entre estos dos tipos más comunes de dispositivos portátiles de EEG está en el número de electrodos. Los auriculares suelen abarcar de 5 a 20 electrodos. Las gorras pueden admitir más sensores, ya que tienen una área de superficie más grande para la colocación de electrodos. Las gorras de EEG, como el EMOTIV EPOC FLEX ofrecen sensores móviles para un posicionamiento flexible. La configuración del sensor en el EMOTIV INSIGHT y el EPOC X es fija.
EPOC Flex
Sensores de gel o salina
EPOC+ y EPOC X
Sensores de salina
Electrodos de EEG Húmedos VS. Secos
Los dispositivos de EEG utilizan principalmente electrodos húmedos o secos. Hay una nueva forma de electrodos desarrollada llamada “electrodos de tatuaje”, que son electrodos impresos aplicados como un tatuaje temporal. Los electrodos húmedos permiten una mejor precisión de datos ya que utilizan un gel adhesivo para un mejor contacto con el cuero cabelludo. Los electrodos húmedos se utilizan principalmente en entornos clínicos y de investigación. Los electrodos secos no requieren un gel adhesivo. Los dispositivos de EEG con electrodos secos se utilizan a menudo en la investigación de consumidores de EEG, ya que permiten un tiempo de configuración más rápido. Los investigadores están constantemente comparando las ventajas y desventajas de los electrodos de EEG húmedos vs. secos.
Dispositivos de EEG con Cable VS. Inalámbricos
En la época temprana del EEG, los pacientes tenían que estar conectados a la máquina de EEG en un entorno clínico. Ahora, las pruebas de EEG inalámbricas son posibles, ya que las señales de EEG pueden ser digitalizadas y enviadas a la máquina de grabación como un teléfono inteligente, una computadora o la nube. Las pruebas se pueden realizar en una variedad de entornos utilizando EEG portátiles. Puede realizar un experimento en el que los sujetos usen auriculares de EEG inalámbricos y caminen por un parque, y el movimiento de su sujeto solo estará limitado por el rango de transmisión de datos. Si necesita controlar el entorno de prueba para administrar estímulos como luces intermitentes, puede optar por un entorno clínico, en cuyo caso no hay limitaciones para usar una máquina de EEG con cable.
Auriculares de EEG con Cable
Conexión por cable
Auricular de EEG Inalámbrico Emotiv
Tecnología inalámbrica Bluetooth
Medición de EEG vs. Otras Técnicas de Medición Cerebral
La ventaja de la medición de EEG es que es la medida menos invasiva de la actividad cerebral que tenemos disponible, y proporciona mucha información cuantitativa durante procesos cognitivos relevantes. Otros métodos para estudiar la función cerebral incluyen:
Imágenes por resonancia magnética funcional (fMRI)
Magnetoencefalografía (MEG)
Espectroscopia de resonancia magnética nuclear (NMR o MRS)
Electrocorticografía
Toma de imágenes por emisión de fotón único (SPECT)
Tomografía por emisión de positrones (PET)
Espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS)
Señal óptica relacionada con eventos (EROS)
Ventajas del EEG
A pesar de la relativa baja sensibilidad espacial del EEG, tiene múltiples ventajas sobre algunas de las técnicas de imagen cerebral y de investigación cerebral mencionadas anteriormente:
El EEG tiene una resolución temporal muy alta en comparación con la fMRI. Puede captar las reacciones rápidas del cerebro que ocurren a la velocidad de milisegundos, lo que le permite sincronizar con precisión lo que sucede en el cerebro y en el entorno. El EEG se registra a tasas de muestreo entre 250 y 2000 Hz en entornos clínicos y de investigación. Los sistemas de recolección de datos de EEG más modernos pueden grabar a tasas de muestreo superiores a 20,000 Hz si se desea.
Costos de hardware significativamente más bajos y costo total de propiedad (TCO).
Los datos de EEG se recopilan de manera no invasiva, a diferencia de la electrocorticografía, que requiere cirugía neurológica para colocar electrodos directamente en la superficie del cerebro.
Los sensores de EEG móviles se pueden usar en más lugares que fMRI, SPECT, PET, MRS o MEG, ya que estas técnicas dependen de equipos pesados, costosos e inmóviles.
El EEG es silencioso, lo que permite estudiar las respuestas a estímulos auditivos.
A diferencia de las fMRI y MRI, no hay peligro físico alrededor de una máquina de EEG. Las fMRI y MRI son imanes potentes que impiden su uso por pacientes con dispositivos metálicos como marcapasos.
Las fMRI, PET, MRS y SPECT pueden agravar la claustrofobia, lo que puede corromper los resultados de las pruebas. El EEG no induce claustrofobia, ya que los sujetos no están confinados a un espacio pequeño.
Las exploraciones de EEG de consumo permiten un mayor movimiento del sujeto durante las pruebas, a diferencia de la mayoría de las otras técnicas de neuroimagen.
El EEG no implica exposición a radioligandos, a diferencia de la tomografía por emisión de positrones, ni a campos magnéticos de alto nivel como los de MRI o fMRI.
El EEG no implica exposición a campos magnéticos de alta intensidad (>1 tesla).
A diferencia de los métodos de prueba conductual, el EEG puede detectar procesamiento encubierto (procesamiento que no requiere una respuesta). Esta tecnología también se utiliza en sujetos que no pueden hacer una respuesta motora.
El EEG tiene una baja barrera de entrada para el uso del consumidor, por lo que es una herramienta poderosa para rastrear y registrar la actividad cerebral durante diferentes actividades de la vida diaria, permitiendo un número casi ilimitado de aplicaciones.
El análisis del sueño por EEG puede indicar aspectos significativos del momento del desarrollo cerebral, incluida la evaluación de la maduración cerebral adolescente.
Hay una mejor comprensión de exactamente qué señal se mide con EEG, en comparación con la imagen BOLD (dependiente del nivel de oxígeno en sangre) utilizada en fMRI.
Juegos de EEG
La tecnología de EEG se ha adaptado al mundo de los juegos tanto para fines médicos como de entretenimiento. Las empresas están usando EEG para proporcionar formas de interactuar con videojuegos en VR, AR y BCI. Las máquinas de EEG detectan la señal y los algoritmos en el software interpretan sus ondas cerebrales para controlar su avatar en la pantalla.
El auricular EPOC de EMOTIV es la primera interfaz cerebro-computadora (BCI) de alta fidelidad que puede monitorear e interpretar pensamientos y emociones conscientes y no conscientes. La BCI puede detectar las complejas ondas cerebrales de 30 expresiones, emociones y acciones diferentes. Esta detección se logra mediante el aprendizaje automático. Los algoritmos de aprendizaje automático han sido entrenados para reconocer los patrones cerebrales que ocurren mientras el participante procesa las diversas expresiones, emociones y acciones.
Cuando los algoritmos detectan una onda cerebral de EEG en su conjunto de datos, la BCI puede asociar el patrón con un comando físico o digital. Por ejemplo, pensar en una palabra de activación como “¡empujar!” hará que su avatar empuje un objeto fuera de su camino.
TechCrunch TV: Dispositivos Controlados por la Mente y Más Usando EEG
Casos de Uso del EEG
Hay muchas aplicaciones modernas para la medición de EEG. Algunos casos de uso notables del EEG incluyen:
Neurociencia
Programas de educación cerebral
Neuromarketing
Estudios del Sueño
Interfaz Cerebro Computadora (BCI)
Rendimiento Cognitivo
Autocuantificación
Estados Emocionales
Terapia para el TDAH
Trastornos neurológicos
Entrenamiento de ondas cerebrales
Terapia cognitivo-conductual
Neuroinformática
Juegos de ondas cerebrales
Suplemento de AR y VR
Disfagia y Demencia
Rehabilitación después de un accidente cerebrovascular
Pruebas de memoria de trabajo (N-back)
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