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Definición de EEG

EEG son las siglas de "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 la corriente iónica dentro 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 el cuero cabelludo. Estos electrodos captan y registran la actividad eléctrica del cerebro. Las señales de EEG recopiladas se amplifican, se digitalizan y luego se envían a una computadora o dispositivo móvil para su almacenamiento y procesamiento de datos.

El análisis de 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 del cerebro producen señales eléctricas muy pequeñas que forman patrones no lineales llamados ondas cerebrales. Un aparato de EEG mide la actividad eléctrica en la corteza cerebral, la capa externa del cerebro, durante una prueba de EEG. Se colocan sensores de EEG en la cabeza de un participante, y luego los electrodos detectan de forma no invasiva 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 y luego a una computadora o a la nube para procesar los datos. Las señales amplificadas, que se asemejan a líneas onduladas, pueden registrarse en una computadora, un dispositivo móvil o en una base de datos en la nube.

El software de computación en la nube se considera una innovación fundamental en el procesamiento de datos de EEG, ya que permite el análisis en tiempo real de los registros a gran escala; en los primeros tiempos de la medición del EEG, las ondas se registraban simplemente en un papel gráfico. Los sistemas de EEG, en la investigación académica y comercial, suelen mostrar los datos como una serie temporal, o como un flujo continuo de voltajes.

Ondas de EEG registradas en papel gráfico

Ondas de EEG registradas digitalmente

Ondas de EEG en un software moderno de visualización cerebral

Para cartografiar la actividad eléctrica del cerebro, es mejor obtener mediciones de EEG a partir de señales a través de muchas estructuras corticales diferentes situadas alrededor de la superficie del cerebro.

Ondas de EEG en un gráfico de series temporales de un moderno software 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. Utilizando un algoritmo llamado Transformada Rápida de Fourier (FFT), estas señales de EEG crudas 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) equivale a un ciclo por segundo. Las ondas cerebrales se categorizan por frecuencia en cuatro tipos principales: Beta, Alfa, Theta y Delta.

Los siguientes párrafos analizan algunas de las funciones asociadas a las cuatro frecuencias cerebrales principales. Sencillamente se ha descubierto que estas funciones están asociadas con diferentes frecuencias cerebrales; no existe una correspondencia lineal inequívoca entre una banda de frecuencia y una función determinada del cerebro.

Ondas Beta (rango de frecuencia de 14 Hz a unos 30 Hz)

Las ondas beta están estrechamente asociadas con el hecho de estar consciente o en un estado despierto, atento y alerta. Las ondas beta de baja amplitud se asocian con la concentración activa, o con un estado mental ocupado o ansioso. Las ondas beta también se asocian con decisiones motoras (supresión del movimiento y retroalimentación sensorial de la moción). Cuando se miden con un dispositivo de EEG, las señales se denominan a menudo ondas beta de EEG.

Ondas Alfa (rango de frecuencia de 7 Hz a 13 Hz)

Las ondas alfa se asocian a menudo con un estado mental relajado, tranquilo y lúcido. Las ondas alfa se encuentran en las regiones occipital y posterior del cerebro. Las ondas alfa pueden inducirse cerrando los ojos y relajándose, y rara vez están presentes durante procesos cognitivos intensos como el pensamiento, el cálculo mental y la resolución de problemas. En la mayoría de los adultos, las ondas alfa oscilan en una frecuencia de 9 a 11 Hz. Cuando se miden con un dispositivo de EEG, se denominan a menudo ondas alfa 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 denomina actividad Theta. El ritmo theta detectado en la medición del EEG se encuentra a menudo en adultos jóvenes, especialmente sobre las regiones temporales y durante la hiperventilación. En personas mayores, la actividad theta con una amplitud superior a unos 30 milivoltios (mV) se observa con menos frecuencia, excepto durante la somnolencia. Cuando se miden con un dispositivo de EEG, se denominan a menudo 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 fases profundas del sueño en sujetos mayores. Se han documentado ondas delta de forma interictal (entre convulsiones) en pacientes con crisis de ausencia, que implican lapsos breves y repentinos de atención.

Las ondas delta se caracterizan por ser ondas de baja frecuencia (unos 3 Hz) y alta amplitud. Los ritmos delta pueden estar presentes durante la vigilia (responden a la apertura de los ojos y también pueden potenciarse con la hiperventilación). Cuando se miden con un dispositivo de EEG, se denominan a menudo ondas delta de EEG.

Uso de las ondas de EEG para comprender cómo funciona el cerebro

¿Qué muestra un EEG?

El cerebro absorbe y procesa información constantemente, incluso mientras duerme. Toda esta actividad genera señales eléctricas que los sensores de EEG captan. Esto permite capturar los cambios en la actividad cerebral, incluso si no hay una respuesta conductual visible, como un movimiento o una expresión facial.

Un EEG monitorea los cambios en la electricidad que produce el cerebro, pero no los pensamientos ni los sentimientos. No envía electricidad al cerebro.

Detectar la actividad en las principales cortezas del cerebro es fundamental para obtener datos de EEG de alta calidad. Los resultados pueden servir de indicador para evaluar los estados emocionales afectados por estímulos externos.

Breve historia del EEG

La investigación sobre los fenómenos de la actividad eléctrica en el cerebro se llevó a cabo en animales ya en 1875, cuando el médico Richard Caton publicó sus hallazgos de experimentos en conejos y monos en el British Medical Journal.

In 1890, Adolf Beck colocó electrodos directamente sobre la superficie del cerebro de un perro y de un conejo para analizar la estimulación sensorial. Su observación de la fluctuación de la actividad eléctrica cerebral condujo al descubrimiento de las ondas cerebrales e hizo que el EEG se convirtiera en un campo científico.

Al fisiólogo y psiquiatra alemán Hans Berger se le atribuye el mérito de haber registrado las primeras ondas cerebrales de EEG humano en 1924. Berger inventó el electroencefalógrafo, un dispositivo que registra las señales de EEG. En su libro "The Origins of EEG", el autor David Millet describió el invento como "uno de los desarrollos más sorprendentes, notables y trascendentales de la historia de la neurología clínica".

El primer registro de EEG humano fue obtenido por Hans Berger en 1924. La señal superior es el EEG y la inferior es una señal de sincronización de 10 Hz.

Hans Berger, la primera persona que registró ondas cerebrales de EEG en humanos.

El campo de la electroencefalografía clínica comenzó en 1935. Se originó a partir de las investigaciones de los neurocientíficos Frederic Gibbs, Hallowell Davis y William Lennox en torno a las puntas epileptiformes, las ondas de punta interictales y los tres ciclos de las crisis de ausencia clínica de EEG. Gibbs y el científico Herbert Jasper llegaron a la conclusión de que las puntas interictales son una firma distintiva de la epilepsia. El primer laboratorio de EEG se inauguró en el Hospital General de Massachusetts en 1936.

En 1947 se fundó la Sociedad Americana de EEG, conocida ahora como la American Clinical Neurophysiology Society, y se celebró el primer Congreso Internacional de EEG.

En la década de 1950, William Grey Walter desarrolló la topografía por EEG, un complemento de la EEG que permitía mapear la actividad eléctrica en toda la superficie del cerebro. Este método fue muy popular en la década de 1980, pero nunca se adoptó en la neurología convencional.

Stevo Bozinovski, Liljana Bozinovska y Mihail Sestakov fueron los primeros científicos en lograr el control de un objeto físico mediante una máquina de EEG en 1988. En 2011, el EEG entró en el mercado de consumo cuando los empresarios tecnológicos Tan Le y el Dr. Geoff Mackellar lanzaron la empresa Emotiv.

La tecnología de EEG, como las diademas y los gorros, son componentes de la BCI (Interfaz Cerebro-Computador). A la BCI también se le conoce como HMI (Interfaz Hombre-Máquina), MMI (Interfaz Mente-Máquina), BMI (Interfaz Cerebro-Máquina) y DNI (Interfaz Neural Directa); la DNI puede descodificar señales del cerebro y de otras partes del sistema nervioso. La BCI pretende realizar un seguimiento del rendimiento cognitivo y controlar tanto objetos virtuales como físicos mediante el aprendizaje automático de comandos mentales entrenados.

En 2017, el piloto tetrapléjico Rodrigo Hübner Mendes se convirtió en el primer ser humano en conducir un automóvil de Fórmula 1 utilizando únicamente sus ondas cerebrales, gracias a una diadema de EEG de Emotiv.

¿Para qué se utiliza el EEG?

Rendimiento y bienestar

Los atletas, los biohackers y cualquier consumidor interesado pueden utilizar el 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 las funciones cognitivas, como la atención y la distracción, el estrés y la carga cognitiva (la capacidad total del cerebro para la actividad mental impuesta a la memoria de trabajo en cualquier momento). Estos hallazgos pueden revelar información valiosa sobre cómo responde el cerebro a los acontecimientos de la vida cotidiana. Los datos del EEG proporcionan información que puede utilizarse para diseñar estrategias con base científica para reducir el estrés, mejorar la concentración o potenciar la meditación.

Investigación del consumidor

Los datos de EEG pueden ser una potente herramienta de búsqueda para conocer al consumidor. Las respuestas cerebrales proporcionan una retroalimentación del consumidor sin precedentes, en el sentido de que el EEG se utiliza para medir la brecha entre aquello a lo que los consumidores prestan atención realmente y lo que ellos mismos declaran que les gusta o perciben. La combinación del EEG con otros sensores biométricos como el seguimiento ocular, el análisis de la expresión facial y la medición de la frecuencia cardíaca puede proporcionar a las empresas una comprensión completa del comportamiento de los clientes. El uso de las neurotecnologías como el EEG para estudiar las reacciones de los consumidores se denomina 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 diversos trastornos cerebrales. Los datos anormales de EEG se muestran mediante ondas cerebrales irregulares. Los datos anormales del EEG pueden indicar signos de disfunción cerebral, traumatismos craneales, trastornos del sueño, problemas de memoria, tumores cerebrales, accidentes cerebrovasculares, demencia, trastornos convulsivos como la epilepsia y otras afecciones diversas. Según el diagnóstico previsto, los médicos combinan a veces el EEG con pruebas cognitivas, control de la actividad cerebral y técnicas de neuroimagen

Diagnóstico de convulsiones

A menudo se recomiendan las pruebas de EEG a los pacientes que experimentan actividad convulsiva. En estos casos, los médicos pueden realizar un EEG ambulatorio. Un EEG ambulatorio registra continuamente hasta 72 horas, mientras que el EEG tradicional dura entre 1 y 2 horas. El paciente puede desplazarse por su propia casa con una diadema de EEG. La prolongación del registro aumenta la probabilidad de registrar una actividad cerebral anormal. Por este motivo, los EEG ambulatorios se utilizan a menudo para diagnosticar la epilepsia (epilepsia por EEG), los trastornos convulsivos o los trastornos del soplos.

Estudio del sueño para trastornos del sueño

Un estudio del sueño por EEG o prueba de "polisomnografía" mide la actividad corporal además de realizar un escaneo cerebral. Un tecnólogo de EEG monitorea la frecuencia cardíaca, la respiración y los niveles de oxígeno en la sangre durante un procedimiento nocturno. La polisomnografía se utiliza principalmente en la investigación médica y como prueba diagnóstica de los trastornos del sueño.

Neurociencia cuantitativa

Dado que el EEG mide la actividad eléctrica en la capa externa del cerebro (la corteza cerebral), puede captar las ondas cerebrales del cuero cabelludo. Al combinar los análisis cerebrales por EEG con los datos de otras técnicas de monitorización cerebral, los investigadores pueden obtener nuevas perspectivas de las complejas interacciones que tienen lugar en nuestros cerebros, así como en nuestros cuerpos.

Eso es exactamente lo que pretende conseguir la electroencefalografía cuantitativa (qEEG). El EEG cuantitativo registra sus ondas cerebrales al igual que un EEG tradicional. Mediante el aprendizaje automático, el qEEG compara sus ondas cerebrales con las de personas del mismo sexo y rango de edad, pero que no presentan disfunción cerebral. El proceso del qEEG crea un "mapa" de su cerebro mediante la comparación cuantitativa. Este proceso es habitual en la subdisciplina de la neurociencia denominada neurociencia computacional.

La colocación de los electrodos del EEG es una parte fundamental para que el qEEG tenga éxito. Las colocaciones tradicionales de las derivaciones del EEG siguen el sistema 10-20, un estándar reconocido internacionalmente para aplicar los electrodos adheridos al cuero cabelludo. "10-20" se refiere a que la distancia entre las derivaciones del EEG es del 10% o el 20% de la distancia total del cráneo.

El número de electrodos de un dispositivo puede variar; algunos sistemas de registro de EEG pueden tener hasta 256 electrodos. Los registros de qEEG utilizan un gorro de 19 sensores para recopilar datos de las 19 áreas del cuero cabelludo. Dado que los cables del EEG amplifican las señales del lugar en el que están colocados, la obtención de mapas cerebrales por qEEG permite identificar a nivel cerebral la causa de la disfunción observada a nivel conductual y/o cognitivo.

Investigación académica

Los resultados anormales del EEG no son la única información valiosa que se obtiene del resultado de una prueba de EEG. Muchos investigadores utilizan el EEG normal en sus investigaciones, incluido un innovador estudio 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, el estudio de los registros de EEG revela una gama de frecuencias contenidas en las señales cerebrales. Estas frecuencias reflejan diferentes estados atencionales y cognitivos. Por ejemplo, los investigadores han monitorizado la actividad en la banda gamma (asociada a menudo con la atención consciente) mientras investigaban las respuestas neurológicas durante la meditación (meditación por EEG).

La actividad de la banda gamma se asocia con un rendimiento mental o físico óptimo. Los experimentos en los que un sujeto que lleva un dispositivo de EEG practica la meditación profunda han suscitado teorías de que las ondas gamma están asociadas con experiencias conscientes o estados mentales trascendentales. Sin embargo, no hay acuerdo entre los investigadores académicos en torno a con qué funciones cognitivas está asociada la actividad en la banda gamma.

Los investigadores necesitan una forma de procesar y manejar toda la gran cantidad de datos cerebrales que recopilan, e incluso compartirlos con diferentes instituciones. La "neuroinformática" es el campo de investigación que proporciona herramientas computacionales y modelos matemáticos para los datos de neurociencia. La neuroinformática pretende crear tecnologías para organizar bases de datos, compartir información y modelar datos. Se ocupa de una cantidad diversa de datos, ya que la "neurociencia" se define ampliamente como el estudio científico del sistema nervioso. Una de las subdisciplinas de la neurociencia es 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: Uso de diademas de EEG para comprender el estado emocional y cognitivo

Proceso de realización de la prueba de EEG

Preparación para el procedimiento de EEG

Las siguientes secciones sobre el monitoreo, la interpretación y los resultados del EEG incluyen información para el público que se somete a las pruebas de EEG en un centro de salud. La mejor manera de prepararse para una prueba es siempre pedir instrucciones de preparación específicas a quienes administran la prueba. Las instrucciones para la preparación pueden variar según el caso de uso; por ejemplo, los registros de EEG para la investigación de consumidores, la investigación académica o el rendimiento y el bienestar pueden requerir que los sujetos estén activos en lugar de estar acostados.

Compañías como Emotiv han sido pioneras en los avances de la tecnología de EEG que hacen que la realización, el procesamiento y la interpretación de las pruebas sean más rápidos y cómodos. Las diademas de EEG inalámbricas y móviles de Emotiv se pueden configurar en menos de cinco minutos y permiten al participante moverse libremente en lugar de limitarlo a una instalación de pruebas.

Antes de una prueba de EEG, informe al profesional que la administra (ya sea un médico, empleador o investigador) sobre cualquier medicamento habitual que tome. Se recomienda lavarse el pelo la noche anterior al procedimiento y dejarlo libre de cualquier producto. Evite consumir cafeína al menos 8 horas antes de la prueba. Si tiene que dormir durante el procedimiento de EEG, es posible que se le indique que limite su sueño la noche anterior para asegurarse de que su cerebro pueda relajarse adecuadamente durante la prueba.

Monitoreo de EEG

No sentirá ningún dolor ni incomodidad durante el procedimiento de EEG. Durante un procedimiento de EEG clínico, estará acostado en una cama o en una silla reclinable y se le indicará que cierre los ojos. Un técnico de EEG mide su cabeza y marca dónde colocar las derivaciones.

Cuando comienza la prueba, los electrodos registran sus ondas cerebrales y envían la actividad a una máquina de registro. La máquina de EEG convierte entonces los datos en un patrón de ondas para su interpretación. Una vez finalizado el registro, el técnico retirará los electrodos de su cuero cabelludo.

Las pruebas de EEG rutinarias en entornos científicos o clínicos tardan entre 30 y 60 minutos en completarse, incluyendo unos 20 minutos de tiempo de preparación inicial. Las pruebas de EEG realizadas para la investigación de los consumidores, el rendimiento individual y el lugar de trabajo pueden ser de menor o mayor duración en función de los objetivos de la prueba. Las diademas inalámbricas de EEG de Emotiv permiten una preparación más rápida para estos casos de uso (menos de cinco minutos).

No debería ser necesario un tiempo de recuperación después de un procedimiento. Si ha tomado algún medicamento que le haya provocado somnolencia para poder dormir durante la prueba, el administrador de la misma puede recomendarle que espere en el centro hasta que los efectos hayan desaparecido o que alguien le lleve a casa.

Los efectos secundarios de la prueba de EEG son poco comunes. Los electrodos no producen ninguna sensación; solo registran la actividad cerebral. Las personas con epilepsia pueden experimentar una convulsión debido a estímulos como luces parpadeantes durante el procedimiento. No hay que tener miedo de una convulsión durante una prueba de EEG; de hecho, puede ayudar a los médicos a diagnosticar el tipo de epilepsia y adaptar el tratamiento en consecuencia.

Interpretación del EEG y resultados del procedimiento

Si se le ha recomendado una prueba de EEG por razones clínicas, los resultados de su prueba serán interpretados por un médico especializado en el sistema nervioso. El neurólogo estudiará el registro en busca de patrones cerebrales normales y anormales. Los patrones de las ondas cerebrales son muy reconocibles por las características de sus formas de onda. Por ejemplo, un patrón de supresión de ráfagas, que se observa a menudo en pacientes con estados cerebrales inactivos, como por ejemplo por un coma o anestesia general, muestra picos breves (la ráfaga) que alternan con periodos de planitud (la supresión).

Los diferentes tipos de epilepsia se caracterizan por distintos patrones de EEG. Durante una crisis de ausencia, en la que la persona experimenta una pérdida breve de conocimiento, se suele observar un patrón de punta-onda, un patrón de EEG generalizado y simétrico. Una crisis focal parcial, en la que la actividad convulsiva solo afecta a una zona del cerebro, se caracteriza por un patrón de ritmo rápido y bajo voltaje que aparece en el canal de datos de EEG asociado a esa zona.

A continuación, el neurólogo envía la medición del EEG al médico que solicitó la prueba. Su médico puede programar una cita para revisar las imágenes de EEG y analizar los resultados con usted. Dependiendo de su afección, es posible que se le recomiende un servicio llamado neurofeedback de EEG o biofeedback como seguimiento. Por ejemplo, las personas que buscan fortalecer los patrones de ondas cerebrales asociados con la concentración podrían participar en una terapia de neurofeedback para el TDAH.

La terapia de biofeedback ayuda a los sujetos a controlar procesos corporales involuntarios. Un sujeto que experimente, por ejemplo, hipertensión arterial, puede ver sus mediciones corporales en un monitor que recibe datos de los electrodos colocados en su piel. El monitoreo de esta actividad ayuda a enseñar ejercicios mentales y de relajación que pueden aliviar los síntomas.

Del mismo modo, el neurofeedback se basa en el EEG para entrenar al cerebro a funcionar mejor. Durante este entrenamiento, el paciente está conectado a una máquina de EEG y está viendo su actividad cerebral en acción. Esto se asemeja a menudo a un tipo de videojuego en el que el paciente está "jugando" con su cerebro para controlar su actividad cerebral. El paciente intenta mejorar las frecuencias cerebrales asociadas a la disfunción cerebral, de la misma manera que un atleta trabaja un músculo débil. El neurofeedback por EEG se recomienda a menudo para afecciones como la epilepsia, el trastorno bipolar, el TDAH y el autismo. Aunque puede ayudar a estos trastornos, no puede curarlos.

Diferentes tipos de dispositivos de EEG

Las máquinas de EEG se presentan en forma de unos cuantos dispositivos de EEG usables. En el nivel más alto se encuentra la diferencia entre los dispositivos de EEG clínicos (utilizados en un entorno sanitario y de investigación científica) y los dispositivos de EEG de consumo (utilizados en la investigación de consumidores, la investigación académica y el rendimiento y el bienestar). Con los dispositivos clínicos, los participantes no pueden moverse mientras llevan el dispositivo, y los datos deben recogerse en un entorno controlado y blindado para evitar la distorsión de la señal. Los dispositivos de EEG para el consumidor, como las diademas inalámbricas de Emotiv, permiten a los usuarios monitorear la actividad cerebral en cualquier lugar.

La variación entre los diferentes tipos de dispositivos de EEG usables es necesaria para responder a las exigencias de los profesionales que utilizan los sistemas de EEG y a los entornos en los que se recogen los datos. Por ejemplo, los neurólogos y neurocientíficos suelen necesitar una mayor densidad de sensores para realizar su análisis de datos que un investigador de consumo. Además de la colocación de los electrodos del EEG, hay que tener en cuenta otras variaciones notables entre los sistemas de EEG.

Gorros de EEG vs. Diademas de EEG

¿Cuál es la diferencia entre un gorro de EEG y una diadema de EEG? La diferencia principal entre estos dos tipos de dispositivos de EEG usables más comunes radica en el número de electrodos. Las diademas suelen tener entre 5 y 20 electrodos. Los gorros pueden dar soporte a más sensores, ya que disponen de una mayor superficie para la colocación de los electrodos. Los gorros de EEG, como el EMOTIV EPOC Flex ofrecen sensores móviles para un posicionamiento flexible. La configuración de los sensores en las diademas EMOTIV Insight y Epoc X es fija.

Epoc Flex

Sensores de gel o salinos

EPOC+ y Epoc X

Sensores salinos

Electrodos de EEG húmedos vs. secos

Los dispositivos de EEG utilizan principalmente electrodos húmedos o secos. Existe una forma de electrodos de reciente desarrollo llamada "electrodos tatuaje", que son electrodos impresos que se aplican como un tatuaje temporal. Los electrodos húmedos permiten una mejor precisión de los datos, ya que utilizan un gel adhesivo para un mejor contacto con el cuero cabelludo. Los electrodos húmedos se utilizan sobre todo en entornos clínicos y de investigación. Los electrodos secos no requieren gel adhesivo. Los dispositivos de EEG con electrodos secos se suelen utilizar en la investigación de EEG con consumidores, ya que permiten un tiempo de preparación más rápido. Los investigadores comparan continuamente los pros y los contras de los electrodos de EEG húmedos frente a los secos.

Dispositivos de EEG con cable vs. inalámbricos

En los primeros tiempos 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 digitalizarse y enviarse a la máquina de registro como un smartphone, una computadora o la nube. Las pruebas pueden realizarse en una gran variedad de entornos utilizando EEG portátiles. Puede realizar un experimento en el que los sujetos lleven diademas de EEG inalámbricas 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 la prueba para administrar estímulos como luces parpadeantes, puede optar por un entorno clínico, en cuyo caso no hay limitaciones para utilizar una máquina de EEG con cable.

Diademas de EEG con cable

Conexión por cable

Diadema de EEG inalámbrica de Emotiv

Tecnología inalámbrica Bluetooth

Medición por EEG frente a otras técnicas de medición cerebral

La ventaja de la medición por EEG es que es la medida menos invasiva de la actividad cerebral de la que disponemos, y proporciona una gran cantidad de información cuantitativa durante los procesos cognitivos pertinentes. Otros métodos para estudiar la función cerebral son:

• Resonancia magnética funcional (fMRI)

• Magnetoencefalografía (MEG)

• Espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN o MRS)

• Electrocorticografía

• Tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT)

• Tomografía por emisión de positrones (PET)

• Espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS)

• Señal óptica relacionada con eventos (EROS)

Ventajas de la EEG

A pesar de la sensibilidad espacial relativamente baja de la EEG, presenta múltiples ventajas sobre algunas de las técnicas de imagenología e investigación cerebral enumeradas anteriormente:

• La 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 ocurre en el cerebro y en el entorno. El EEG se registra a frecuencias de muestreo de entre 250 y 2000 Hz en entornos clínicos y de investigación. Los sistemas de recolección de datos de EEG más modernos pueden registrar a frecuencias de muestreo superiores a 20,000 Hz si se desea.

• Costos de hardware y costo total de propiedad (TCO) significativamente menores.

• Los datos de EEG se recogen de forma no invasiva, a diferencia de la electrocorticografía, que requiere una neurocirugía para colocar los electrodos directamente en la superficie del cerebro.

• Los sensores de EEG móviles pueden utilizarse en más lugares que la fMRI, la SPECT, la PET, la MRS o la 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.

• En comparación con la fMRI y la MRI, no existe peligro físico en torno a una máquina de EEG. Las fMRI y las MRI son imanes potentes que impiden el uso por parte de pacientes con equipos metálicos como marcapasos.

• La fMRI, la PET, la MRS y la SPECT pueden agravar la claustrofobia, lo que puede corromper los resultados de las pruebas. El EEG no induce la claustrofobia ya que los sujetos no están confinados en un espacio reducido.

• Los análisis de EEG para el consumidor permiten un mayor movimiento del sujeto durante la prueba, a diferencia de la mayoría de las otras técnicas de neuroimagen.

• El EEG no implica la exposición a radioligandos, a diferencia de la tomografía por emisión de positrones, ni a campos magnéticos de alto nivel como la MRI o la fMRI.

• El EEG no implica la exposición a campos magnéticos de alta intensidad (>1 tesla).

• En comparación con los métodos de pruebas conductuales, el EEG puede detectar el procesamiento encubierto (procesamiento que no requiere una respuesta). Esta tecnología también se utiliza en sujetos que no pueden realizar una respuesta motora.

• El EEG tiene una barrera de entrada baja para el uso del consumidor, por lo que es una herramienta potente para rastrear y registrar la actividad cerebral durante las diferentes actividades de la vida diaria, lo que permite un número casi ilimitado de aplicaciones.

• El análisis del sueño por EEG puede indicar aspectos significativos de la sincronización del desarrollo cerebral, incluyendo la evaluación de la maduración cerebral de los adolescentes.

• Se comprende mejor qué señal exactamente se mide con el EEG, en comparación con la imagen por BOLD (dependiente del nivel de oxígeno en sangre) utilizada en la fMRI.

Juegos de EEG

La tecnología de EEG se ha adaptado al mundo de los videojuegos tanto con fines médicos como de entretenimiento. Las empresas están utilizando el EEG para ofrecer formas de interactuar con videojuegos en VR, AR y BCI. Las máquinas de EEG detectan la señal y los algoritmos del software interpretan sus ondas cerebrales para controlar su avatar en la pantalla.

La diadema EPOC de Emotiv es la primera interfaz cerebro-computadora (BCI) de alta fidelidad que puede monitorear e interpretar pensamientos y emociones conscientes e inconscientes. La BCI puede detectar las complejas ondas cerebrales de 30 expresiones, emociones y acciones diferentes. Esta detección se consigue mediante el aprendizaje automático. Se han entrenado algoritmos de aprendizaje automático para reconocer los patrones cerebrales que se producen 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 clave como "¡empuja!" hará que su avatar empuje un objeto fuera de su camino.

TechCrunch TV: Dispositivos controlados por la mente y más utilizando EEG

Casos de uso del EEG

Existen muchas aplicaciones modernas para la medición por EEG. Algunos casos de uso notables de la EEG son:

• Neurociencia

• Programas de educación cerebral

• Neuromarketing

• Estudios del sueño

• Interfaz Cerebro Computadora (BCI)

• Rendimiento cognitivo

• Autocuantificación

• Estados emocionales

• Terapia para el TDAH

• Trastornos neurológicos

• Arrastre de ondas cerebrales

• Terapia cognitivo-conductual

• Neuroinformática

• Juegos con ondas cerebrales

• Complemento de AR y VR

• Disfagia y demencia

• Rehabilitación de accidentes cerebrovasculares

• Pruebas de memoria de trabajo (N-back)

Nota: Esta es solo información general sobre el EEG. Los productos de Emotiv están destinados a ser utilizados únicamente para aplicaciones de investigación y uso personal. Nuestros productos no se venden como Dispositivos Médicos según se define en 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.