La amplitud del potencial evocado tiende a ser baja, desde menos de un microvoltio hasta unos pocos, en comparación con decenas de microvoltios para electroencefalografía (EEG), milivoltios para electromiografía (EMG) y, a menudo, cerca de 20 milivoltios para electrocardiograma (ECG). Por lo general, se requiere un promedio de la señal para resolver estos potenciales de baja amplitud ante el EEG, ECG, EMG en curso y otras señales biológicas y ruido ambiental. La señal es un estímulo cronometrado y la mayor parte del ruido es aleatorio, lo que permite promediar el ruido sobre respuestas repetidas.
Impulsos y señales
Se pueden registrar señales de la corteza cerebral, el tronco encefálico, la médula espinal y los nervios periféricos. Por lo general, el término "potencial evocado" se reserva para las respuestas que involucran el registro o la estimulación de estructuras en el sistema nervioso central.sistemas Por lo tanto, los potenciales evocados nerviosos sensoriales o motores complejos utilizados en los estudios de conducción nerviosa no suelen considerarse potenciales evocados, aunque se ajustan a la definición anterior.
Potenciales evocados sensoriales
Estos se registran desde el sistema nervioso central después de la estimulación sensorial, como los potenciales evocados visualmente debido a una luz intermitente o un patrón cambiante en un monitor, los potenciales auditivos evocados por un clic o un estímulo de tono presentado a través de auriculares, o táctiles. o potencial somatosensorial evocado por estimulación táctil o eléctrica de un nervio sensorial o mixto en la periferia. Los potenciales evocados sensoriales se han utilizado ampliamente en la medicina de diagnóstico clínico desde la década de 1970, así como en la monitorización neurofisiológica intraoperatoria, conocida como neurofisiología quirúrgica. Fue gracias a ella que el método de los potenciales evocados se hizo realidad.
Vistas
Hay dos tipos de potenciales evocados de uso clínico generalizado:
- Potenciales evocados auditivos, generalmente registrados en el cuero cabelludo, pero que ocurren a nivel del tronco encefálico.
- Potenciales evocados visualmente y potenciales evocados somatosensoriales que resultan de la estimulación eléctrica de un nervio periférico.
Anomalías
Long y Allen reportaron anomalíaspotenciales cerebrales (BAEP) evocados por potenciales auditivos en una mujer alcohólica que se recupera del síndrome de hipoventilación central adquirida. Estos investigadores plantearon la hipótesis de que el tronco encefálico de su paciente estaba envenenado pero no destruido por su alcoholismo crónico. El método de los potenciales evocados del cerebro facilita el diagnóstico de tales cosas.
Definición general
Un potencial evocado es la respuesta eléctrica del cerebro a un estímulo sensorial. Regan construyó un analizador analógico de la serie Fourier para registrar armónicos potenciales evocados en luz parpadeante (modulada sinusoidalmente). En lugar de integrar productos de seno y coseno, Regan envió señales a una grabadora de doble procesador a través de filtros de paso bajo. Esto le permitió demostrar que el cerebro había alcanzado un estado estable, en el que la amplitud y la fase de los armónicos (componentes de frecuencia) de la respuesta eran aproximadamente constantes en el tiempo. Por analogía con la respuesta de estado estacionario de un circuito resonante que sigue a la respuesta transitoria inicial, definió el potencial evocado de estado estacionario idealizado como una forma de respuesta a la estimulación sensorial repetitiva en la que los componentes de frecuencia de la respuesta permanecen constantes a lo largo del tiempo en amplitud y amplitud. fase.
Aunque esta definición implica una serie de formas de onda de tiempo idénticas, es más útil definir el método de potencial evocado (SSEP) en términos de componentes de frecuencia, que son una descripción alternativa de la forma de onda en el dominio del tiempo,ya que diferentes componentes de frecuencia pueden tener propiedades completamente diferentes. Por ejemplo, las propiedades del parpadeo SSEP de alta frecuencia (que alcanza su punto máximo entre 40 y 50 Hz) corresponden a las de las neuronas magnocelulares descubiertas posteriormente en la retina del mono macaco, mientras que las propiedades del parpadeo SSEP de frecuencia media (que alcanza su punto máximo en unos 15-20 Hz) corresponden a las de las neuronas parvocelulares. Dado que el SSEP se puede describir completamente en términos de la amplitud y la fase de cada componente de frecuencia, se cuantifica de forma más exclusiva que el potencial evocado transitorio promedio.
Aspecto neurofisiológico
A veces se dice que los SSEP se obtienen a través de estímulos de alta tasa de repetición, pero esto no siempre es correcto. En principio, un estímulo modulado sinusoidalmente puede inducir SSEP incluso si su tasa de repetición es baja. Debido a la atenuación gradual de alta frecuencia de SSEP, la estimulación de alta frecuencia puede dar como resultado una forma de onda SSEP casi sinusoidal, pero esta no es la definición de SSEP. Usando zoom-FFT para registrar SSEP con un límite de resolución espectral teórico de ΔF (donde ΔF en Hz es el recíproco de la duración de la grabación en segundos), Regan descubrió que la variabilidad de fase de amplitud de SSEP puede ser bastante pequeña. El ancho de banda de los componentes de frecuencia SSEP puede estar en el límite teórico de resolución espectral hasta al menos 500 segundos de duración de la grabación (en este caso, 0,002 Hz). Todo esto es parte del método de los potenciales evocados.
Significado y aplicación
Este método permite registrar varios SSEP (por ejemplo, cuatro) simultáneamente desde cualquier lugar del cuero cabelludo. Se pueden marcar diferentes sitios de estimulación o diferentes estímulos con frecuencias ligeramente diferentes, que son casi idénticas a las frecuencias cerebrales (calculadas mediante el método de los potenciales evocados del cerebro), pero se separan fácilmente con los analizadores de la serie de Fourier.
Por ejemplo, cuando dos fuentes de luz no patentadas se modulan en varias frecuencias diferentes (F1 y F2) y se superponen entre sí, se crean múltiples componentes de modulación cruzada de frecuencia no lineal (mF1 ± nF2) en SSEP, donde m y n son números enteros. Estos componentes le permiten explorar el procesamiento no lineal en el cerebro. Al marcar la frecuencia de las dos cuadrículas superpuestas, se pueden aislar y estudiar las propiedades de ajuste de orientación y frecuencia espacial de los mecanismos cerebrales que procesan la forma espacial.
Los estímulos de varias modalidades sensoriales también se pueden etiquetar. Por ejemplo, un estímulo visual parpadeaba a Fv Hz y un tono auditivo presentado simultáneamente se modulaba en amplitud a Fa Hz. La existencia de un componente (2Fv+2Fa) en la respuesta magnética cerebral evocada demostró un área de convergencia audiovisual en el cerebro humano, y la distribución de la respuesta sobre la cabeza permitió localizar esta área del cerebro. Recientemente, el etiquetado de frecuencia se ha expandido de la investigación del procesamiento sensorial a la atención selectiva y la investigación de la conciencia.
Barrer
Método de barridoes una subespecie del método de los potenciales evocados vp. Por ejemplo, se puede obtener un gráfico de la amplitud de la respuesta frente al tamaño del patrón de tablero de ajedrez del estímulo en 10 segundos, que es mucho más rápido que promediar en el dominio del tiempo para registrar el potencial evocado para cada uno de varios tamaños de control.
Esquema
En la demostración original de esta técnica, los productos de seno y coseno se alimentaban a través de filtros de paso bajo (como en la grabación SSEP) mientras se observaba un circuito de prueba fino cuyos cuadrados blancos y negros se intercambiaban seis veces por segundo. A continuación, se aumentó gradualmente el tamaño de los cuadrados para obtener un gráfico de la amplitud del potencial evocado frente al tamaño del control (de ahí la palabra "barrido"). Los autores posteriores implementaron una técnica de barrido usando un software de computadora para aumentar la frecuencia espacial de la rejilla en una serie de pequeños pasos y calcular el promedio en el dominio del tiempo para cada frecuencia espacial discreta.
Un barrido puede ser suficiente, o puede ser necesario promediar los gráficos en varios barridos. Promediar 16 barridos puede mejorar la relación señal-ruido del gráfico en un factor de cuatro. La técnica de barrido ha demostrado ser útil para medir procesos visuales de rápida adaptación, así como para grabar niños, donde la duración es necesariamente corta. Norcia y Tyler usaron la técnica para documentar el desarrollo de la agudeza visual ysensibilidad al contraste durante los primeros años de vida. Enfatizaron que al diagnosticar el desarrollo visual anormal, cuanto más precisas sean las normas de desarrollo, más claramente se puede distinguir entre anormal y normal, y con este fin, se ha documentado el desarrollo visual normal en un gran grupo de niños. Durante muchos años, la técnica de barrido se ha utilizado en clínicas de oftalmología pediátrica (en forma de electrodiagnóstico) en todo el mundo.
Beneficios del método
Ya hemos hablado de la esencia del método de los potenciales evocados, ahora vale la pena hablar de sus ventajas. Esta técnica permite que SSEP controle directamente el estímulo que provoca SSEP sin la intervención consciente del sujeto experimental. Por ejemplo, se puede configurar un promedio móvil de SSEP para aumentar el brillo del estímulo de tablero de ajedrez si la amplitud de SSEP cae por debajo de un valor predeterminado, y disminuir el brillo si sube por encima de ese valor. La amplitud del SSEP entonces oscila alrededor de este punto de ajuste. Ahora la longitud de onda (color) del estímulo cambia gradualmente. El gráfico obtenido de la dependencia del brillo del estímulo con la longitud de onda es un gráfico de la sensibilidad espectral del sistema visual. La esencia del método de los potenciales evocados (VP) es inseparable de los gráficos y diagramas.
Electroencefalogramas
En 1934, Adrian y Matthew notaron que los cambios potenciales en el EEG occipital podían observarse con estimulación de luz. El Dr. Cyganek desarrolló la primera nomenclatura para los componentes del EEG occipital en 1961. Durante el mismo año Hirsch ysus colegas registraron el potencial evocado visualmente (PEV) en el lóbulo occipital (exterior e interior). En 1965, Spelmann usó la estimulación de tablero de ajedrez para describir la WEP humana. Shikla y sus colegas han completado un intento de localizar estructuras en la vía visual primaria. Halliday y sus colegas completaron los primeros estudios clínicos al registrar los VEP retrasados en un paciente con neuritis retrobulbar en 1972. Desde la década de 1970 hasta hoy, se ha realizado una gran cantidad de investigación para mejorar los procedimientos y las teorías, y este método también se ha probado en animales.
Defectos
El estímulo de luz dispersa rara vez se usa en estos días debido a la alta variabilidad tanto dentro como entre sujetos. Sin embargo, este tipo es ventajoso cuando se evalúa a bebés, animales o personas con poca agudeza visual. Los patrones de tablero de ajedrez y celosía utilizan cuadrados y rayas claros y oscuros, respectivamente. Estos cuadrados y rayas son del mismo tamaño y se presentan uno por uno en la pantalla de la computadora (como parte del método de potencial evocado).
La ubicación de los electrodos es extremadamente importante para obtener una buena respuesta VEP sin artefactos. En una configuración típica (de un solo canal), un electrodo se ubica 2,5 cm por encima del ion y el electrodo de referencia se ubica en Fz. Para una respuesta más detallada, se pueden colocar dos electrodos adicionales 2,5 cm a la derecha e izquierda de la onza.
Método auditivo de los potenciales evocados del cerebro
Él puedeSe utiliza para rastrear la señal generada por el sonido a través de la vía auditiva ascendente. El potencial evocado se genera en la cóclea, pasa a través del nervio coclear, a través del núcleo coclear, el complejo oliva superior, el lemnisco lateral, al colículo inferior en el mesencéfalo, al cuerpo geniculado medial y finalmente a la corteza cerebral. Así funciona el método de los potenciales evocados del sistema nervioso central, realizado con la ayuda del sonido.
Los potenciales evocados auditivos (AEP) son una subclase de los potenciales relacionados con eventos (ERP). Los ERP son respuestas cerebrales que están limitadas en el tiempo a un evento, como un estímulo sensorial, un evento mental (reconocimiento de un estímulo objetivo) o la omisión de un estímulo. Para AEP, un "evento" es un sonido. Los AEP (y ERP) son potenciales de voltaje eléctrico muy pequeños que se originan en el cerebro y se registran en el cuero cabelludo en respuesta a un estímulo auditivo, como varios tonos, sonidos del habla, etc.
Los potenciales evocados auditivos del tronco encefálico son pequeños AEP que se registran en respuesta a un estímulo auditivo de electrodos colocados en el cuero cabelludo.
AEP se utilizan para evaluar la función auditiva y la neuroplasticidad. Se pueden utilizar para diagnosticar problemas de aprendizaje en niños, ayudando a desarrollar programas educativos especializados para personas con problemas auditivos o cognitivos. En el marco de la psicología clínica, el método de los potenciales evocados se utiliza con bastante frecuencia.
