Prueba de EEG: Usos, procedimientos y riesgos

El electroencefalograma (EEG) es una técnica de imagen rentable para examinar la actividad cerebral vinculada a múltiples procesos cognitivos que subyacen al comportamiento humano. La naturaleza no invasiva de esta prueba la convierte en una herramienta de evaluación óptima para detectar funciones cerebrales anómalas. Las pruebas de EEG proporcionan información precisa sobre el funcionamiento del cerebro humano. Se utilizan para detectar anomalías en la atención sanitaria, pero también para comprender los procesos neuronales implicados en el pensamiento en la investigación.

¿Qué es un electroencefalograma?

Debemos entender qué es un electroencefalograma para comprender mejor qué es una prueba EEG. 

Las neuronas de nuestro cerebro están profundamente conectadas mediante mecanismos sinápticos. Cuando muchas neuronas de la corteza cerebral se disparan entre sí, generan pequeñas corrientes e impulsos eléctricos que un aparato puede medir en la superficie de la cabeza. Un EEG es un dispositivo que registra las señales eléctricas de la actividad cerebral en tiempo real (Jung y Berger, 1979). Mide señales de microvoltios. 

Un sistema EEG utiliza sensores, como pequeños discos metálicos, en la cabeza. Estos electrodos de EEG se colocan basándose en los puntos de referencia del sistema 10/20 (Jasper, 1958). Estos sensores pueden detectar con precisión la actividad neuronal en distintas zonas del cerebro. Pueden hacerlo dentro del marco temporal de los procesos cerebrales, que suele ser de entre 80 y 400 milisegundos.

Aunque el EEG rutinario se suele realizar en un entorno fijo, el EEG ambulatorio permite al paciente llevar el dispositivo durante sus actividades diarias o realizar una prueba de EEG en casa.

Los sistemas de EEG tienen dos ventajas claras (Cohen, 2011):

1. Gran precisión temporal, puede detectar rápidamente cambios en la actividad cerebral en milisegundos sin métodos invasivos. Estos cambios se producen más rápido que el parpadeo.
2. Relativamente barato y adaptable a diferentes contextos en comparación con otros dispositivos de evaluación cerebral como la resonancia magnética. Los sistemas de EEG modernos son portátiles y pueden llevarse fácilmente a distintos lugares. Esto permite recoger datos en contextos reales, como el domicilio de una persona.

La prueba EEG o electroencefalograma es el procedimiento de registro de la actividad eléctrica del cerebro mediante sensores situados sobre el cuero cabelludo.

Las pruebas de EEG pueden mostrar si hay anomalías con la actividad eléctrica del cerebro. Es importante saber qué aspecto tiene la actividad normal y anormal en el EEG para analizar los resultados con precisión (Medithe y Nelakuditi, 2016). 

En la siguiente figura se muestran diferentes tipos de sistemas de EEG que van desde la investigación hasta las aplicaciones:

Actividad cerebral EEG normal

El electroencefalograma (EEG) se caracteriza por ritmos neuronales que oscilan a frecuencias específicas, comúnmente denominadas ondas cerebrales (Kumar y Bhuvaneswari, 2012). Estas señales se identifican en función de su morfología y frecuencia. Típicamente, el EEG registra varios tipos de ondas cerebrales, incluyendo Alfa (8-15 Hz), Beta (16-30 Hz), Theta (4-7 Hz), Delta (1-3 Hz) y Gamma (>30 Hz).

En los datos EEG normales, los patrones y trazos de ondas cerebrales muestran regularidad y simetría, y a menudo presentan una frecuencia dominante en localizaciones específicas del cuero cabelludo. Por ejemplo, en una persona despierta, el ritmo alfa suele observarse en las regiones posteriores de la cabeza, mientras que el ritmo beta tiende a localizarse en las zonas frontales. Este patrón suele fluctuar según el nivel de alerta, fatiga o compromiso cognitivo del individuo (Sazgar y Young, 2019).

Actividad cerebral anómala en el EEG

Una prueba de EEG se considera anormal cuando el patrón de actividad cerebral muestra características inusuales que no concuerdan con el nivel de alerta del individuo, la etapa de neurodesarrollo u otros factores neurobiológicos. Los signos de una actividad cerebral anormal pueden incluir la aparición de actividad cerebral en lugares inapropiados del cuero cabelludo, o irregularidades en las frecuencias o amplitudes de las ondas.

Por ejemplo, la actividad "ralentizadora" persistente en el fondo del EEG de un adulto despierto se considera anormal (Sazgar y Young, 2019). Otro ejemplo típico de patrones de ondas anormales asociados a trastornos neurológicos son las convulsiones. Las crisis epilépticas se manifiestan como patrones EEG inusuales resultantes de cambios gravemente alterados en la actividad cerebral. A menudo se caracterizan por secuencias focales o generalizadas de componentes agudos y de picos (Emmady y Anilkumar, 2020; Medithe y Nelakuditi, 2016).

Es importante señalar que los resultados anormales de un EEG no siempre confirman la presencia de un trastorno cerebral, del mismo modo que un EEG normal no garantiza la ausencia de patología cerebral.

La información obtenida a través de las pruebas de EEG es muy valiosa y tiene muchas aplicaciones potenciales. 

Por lo tanto, no se debe confiar únicamente en una prueba de EEG para el diagnóstico, sino que se debe utilizar junto con otras pruebas y evaluaciones clínicas.

What is an EEG test used for?

La información obtenida a través de las pruebas de EEG es muy valiosa y tiene muchas aplicaciones potenciales. 

Dentro de las aplicaciones médicas, los doctores usan las grabaciones de EEG, para detectar patrones en su actividad eléctrica asociada con varias condiciones mentales o enfermedades neurológicos. 

En aplicaciones médicas, los médicos utilizan grabaciones de EEG para detectar patrones de actividad eléctrica asociados a diversas afecciones cerebrales o trastornos neurológicos. Para interpretar con precisión los resultados y tratar con eficacia a los pacientes es necesario conocer a fondo las ondas cerebrales y tener un nivel mínimo de cualificación técnica.

Las pruebas de EEG son importantes en investigación, sobre todo para estudiar cómo funciona el cerebro durante distintos experimentos para comprender el pensamiento humano. Las teorías neurocientíficas explican cómo las señales del EEG están conectadas con la cognición y las emociones. (Cohen, 2011; Dvorak et al., 2018).

El EEG es uno de los métodos más favorables para examinar actividades cerebrales sutiles que no se ven afectados directamente por el comportamiento, como las reacciones inhibitorias que se inician automáticamente durante las actividades como conducir un coche. (De Sanctis et al., 2012; Zander et al., 2017).

1. La prueba EEG como método de evaluación neurológica 

El objetivo principal de la utilización del EEG en entornos sanitarios es ayudar a los médicos a determinar un diagnóstico preciso y formular una estrategia de tratamiento adecuada para una posible afección médica. Mediante la interpretación experta de los datos del EEG y su combinación con una evaluación clínica, una prueba de EEG puede ayudar a detectar diversos trastornos neurológicos, como:

• Crisis epiléptica/epilepsia: mediante el análisis de los patrones epileptiformes que muestran los trazados del EEG, como los de picos y ondas de 3 Hz (Westmoreland, 1996), los médicos pueden identificar el lugar de la actividad convulsiva y, en algunos casos, el tipo de epilepsia.
• TDAH: Los marcadores neuronales asociados a signos de falta de atención pueden detectarse mediante pruebas de EEG. Los patrones EEG anormales vinculados a este déficit de atención incluyen un aumento de la relación Theta/Beta en las áreas cerebrales frontales y centrales (Barry et al., 2003; Lenartowicz & Loo, 2014).
• Trastornos del sueño: las pruebas de EEG se utilizan habitualmente para evaluar la calidad del sueño y diagnosticar trastornos relacionados. Por ejemplo, se recomienda para pacientes con sospecha de anomalías del sueño, como privación del sueño, insomnio e hipersomnia, entre otras.  (Verma et al., 2016; Zhu, Li & Wen, 2014).
• Otros usos en la atención sanitaria son la detección de alteraciones neurológicas como traumatismos craneales, accidentes cerebrovasculares, tumores y demencia. También se utiliza para monitorizar la actividad neuronal durante intervenciones quirúrgicas cerebrales, estados de coma o para confirmar la muerte cerebral (Teplan, 2002). 

2. El EEG como método de investigación cerebral

El EEG es una excelente herramienta de investigación para el estudio de los correlatos neuronales y los mecanismos de las funciones cognitivas. Los resultados obtenidos contribuyen significativamente a nuestra comprensión del cerebro humano y tienen valiosas aplicaciones en los ámbitos clínico, epidemiológico y sanitario. 

A menudo, los investigadores utilizan el EEG para estudiar los dos aspectos siguientes: 

• EEG espontáneo: la investigación de los cambios cerebrales asociados a determinados estados mentales, como la carga de trabajo cognitivo a la fatiga (Charbonnier et al., 2016). 
• Actividad EEG relacionada con la pregunta: consiste en el examen de potenciales evocados o relacionados con eventos desencadenados por la presentación de estímulos visuales o auditivos, o junto con la realización de tareas cognitivas específicas. (Luck, 2014). Algunos ejemplos de estímulos utilizados para estudiar las respuestas evocadas son la presentación de palabras, imágenes y sonidos en diversos contextos de tareas.

Al centrarse en las contribuciones a los ámbitos de la cognición y la salud cerebral, el EEG resulta especialmente esclarecedor para abordar las siguientes áreas de investigación:

• Interfaz cerebro-ordenador: este campo de investigación se basa en el EEG para detectar cambios en los patrones neuronales producidos con eventos cerebrales internos (por ejemplo, la preparación para una acción) o en respuesta a estímulos externos. (Pfurtscheller & Lopes da Silva, 1999; Zhu et al., 2010). Las aplicaciones actuales incluyen el desarrollo de tecnología neurobiónica para restablecer las funciones corporales naturales en pacientes con lesiones cerebrales (por ejemplo, implante de un exoesqueleto robótico para pacientes tetrapléjicos; Rosenfeld & Wong, 2017).

• Ciencias cognitivas: abarcan el estudio de los correlatos cerebrales subyacentes asociados a dominios cognitivos como la percepción, la atención, la memoria, el aprendizaje y la emoción. La investigación EEG en este campo se centra en la identificación de características clave como el curso temporal, los potenciales relacionados con eventos, las formas de onda ERP y las frecuencias cerebrales dominantes que caracterizan el rendimiento y las habilidades cognitivas. (Pietto et al., 2018; Woodman, 2010).

• Psicología Clínica y Neuropsicología: la monitorización del EEG ofrece información sobre marcadores neuronales específicos asociados a trastornos afectivos, neurológicos y del neurodesarrollo. Los resultados empíricos del EEG desempeñan un papel crucial a la hora de orientar a médicos y terapeutas en el desarrollo de intervenciones eficaces.  (e.g., Lau-Zhu et al., 2019).

• Psicología Social y Ciencias de la Educación: Comprender los mecanismos cerebrales subyacentes asociados a la interacción social y los procesos de enseñanza-aprendizaje permite a los investigadores profundizar en diversos aspectos del comportamiento humano, como las actitudes, la comunicación, los prejuicios sociales, la motivación y las diferencias individuales. Este mayor alcance de la investigación facilita la exploración en entornos más naturalistas, como el estudio de la interacción social en entornos de realidad virtual; Parsons, Gaggioli & Riva, 2017).

• Consumer Behavior / Neuromarketing Research: Las métricas basadas en EEG, junto con las observaciones del comportamiento y otros datos biométricos como la respuesta galvánica de la piel, ofrecen métodos óptimos para estudiar los factores inconscientes que impulsan las decisiones de compra de los consumidores. El análisis de las preferencias por productos y marcas puede implicar la estimación de la carga mental (ratio de actividad theta/alpha), el compromiso (actividad beta/alpha + theta) y la valencia emocional (asimetría alpha) que se producen en distintas situaciones de compra. (Bazzani et al., 2020; Cherubino et al., 2019).

Procedures, Risks and Side Effects of the EEG test

El proceso de EEG es generalmente seguro y conlleva riesgos o efectos secundarios mínimos, con pocas molestias para los participantes. Sin embargo, los procedimientos de EEG pueden variar en función del contexto, como en la prueba de EEG rutinaria, la prueba de EEG ambulatoria o la prueba de EEG con privación de sueño, entre otras.

En los entornos sanitarios habituales, los procedimientos de EEG dan prioridad a la comodidad del paciente. Aunque la preparación es indolora, los técnicos de EEG experimentados pueden tardar al menos 20 minutos en completarla.

Los pacientes programados para una prueba de EEG deben seguir siempre los consejos médicos específicos proporcionados de antemano, ya que la información sanitaria individual puede variar. Este consejo se aplica igualmente a los participantes sometidos a pruebas de EEG con fines de investigación.

Al llegar al laboratorio de investigación, a la unidad clínica o a la consulta del médico, la preparación de la prueba de EEG suele incluir:

1. Preparación: Preparación del EEG, colocación de electrodos fijados al cuero cabelludo y descenso de la impedancia.
2. Comprobación de la calidad de la señal: Comprobación de la calidad de la señal and calibration.
3. Las instrucciones al paciente pueden incluir permanecer tumbado y relajado, abrir y/o cerrar los ojos, respiración profunda, atención a estímulos, etc. Otros procedimientos típicos de activación incluyen abrir y cerrar los ojos rápidamente varias veces, estimulación fótica (por ejemplo, mirar fijamente luces parpadeantes), respirar profunda o rápidamente (hiperventilación) y privación del sueño (permanecer despierto toda la noche anterior a la prueba).
4. Intervalo de grabación durante el cual se recogen los datos cerebrales del EEG. A veces también se lleva a cabo la grabación en vídeo del EEG.
5. Desmontaje: Retire los electrodos del cuero cabelludo del paciente una vez finalizada la prueba. Si se han utilizado sustancias electrolíticas, es posible que se le pida que se lave el pelo.

En el contexto de la investigación, los procedimientos son similares, pero los dispositivos de EEG suelen implicar un mayor número de electrodos fijados al cuero cabelludo del participante. Esto puede aumentar considerablemente tanto el tiempo de preparación como la duración total de la sesión.

Además, las instrucciones dadas a los voluntarios pueden variar en función de los requisitos del experimentador. Por ejemplo, se puede pedir a los participantes que realicen actividades de estimulación mental como leer frases, ver imágenes, responder preguntas o escuchar sonidos/música, entre otras tareas.(Pivik et al, 1993). 

Los recientes avances tecnológicos han agilizado considerablemente las pruebas de EEG. Muchos dispositivos de EEG modernos eliminan la necesidad de gel electrolítico y, por lo tanto, la necesidad de lavar la cabeza después de la sesión.

Los recientes avances tecnológicos han agilizado considerablemente las pruebas de EEG. Muchos dispositivos de EEG modernos eliminan la necesidad de gel electrolítico y, por tanto, de lavar la cabeza después de la sesión. Algunos ejemplos son el EEG Versatile Bitbrain (uso de agua del grifo), el EEG Minimal (sensores metálicos secos) o el EEG Textil (sensores textiles secos). Además, se han realizado adaptaciones para realizar pruebas de EEG para niños, como el EEG Versatile Bitbrain. Estos avances no sólo han mejorado el tiempo y la complejidad de la configuración del EEG, sino que también han facilitado que técnicos sin amplia experiencia previa en EEG puedan recopilar datos cerebrales de alta calidad sin esfuerzo.

¿Qué es un técnico de EEG?

Un técnico de EEG, también denominado especialista en electroencefalografía o profesional de EEG, es un experto sanitario capacitado para realizar exámenes de EEG y ayudar en la evaluación de la función cerebral.

Sus funciones habituales abarcan: 

1. Preparar a los pacientes/participantes para el examen de EEG: Esto incluye informar a los pacientes/participantes sobre el proceso, asegurarse de que estén cómodos durante la prueba y colocarlos adecuadamente para la fijación de los electrodos.
2. Colocación de electrodos: Los técnicos de EEG colocan pequeños electrodos en puntos concretos del cuero cabelludo utilizando un gel o pasta conductores. Estos electrodos captan las señales eléctricas producidas por el cerebro.
3. Manejo de equipos de EEG: Los técnicos de EEG son expertos en el manejo de máquinas y programas de EEG para rastrear y registrar la actividad cerebral durante el examen.
4. Monitorización de los pacientes/participantes durante la prueba: Los técnicos de EEG monitorizan a los pacientes para detectar cualquier signo de incomodidad o malestar durante la prueba y realizar los ajustes necesarios.
5. Resolución de problemas técnicos: En caso de problemas técnicos con el equipo de EEG o las grabaciones, los técnicos de EEG se encargan de solucionarlos.
6. Mantenimiento de registros: Los técnicos de EEG mantienen registros precisos de las pruebas de EEG, incluidos los datos de los pacientes/participantes, los resultados de las pruebas y cualquier historial médico pertinente.

En esencia, los técnicos de EEG son vitales para realizar pruebas de EEG, garantizar grabaciones precisas y ayudar a los profesionales sanitarios a diagnosticar y tratar trastornos neurológicos.

Conclusions

Una prueba EEG es un método de evaluación cerebral en el que se registra la actividad cerebral con un dispositivo EEG, lo que permite una gran precisión temporal de forma relativamente no invasiva y barata. El procedimiento EEG es fácil y no entraña ningún riesgo particular para la mayoría de los pacientes y participantes. 

Existen muchas aplicaciones prácticas de esta prueba que incluyen contextos clínicos y de investigación. En el ámbito médico, se utiliza sobre todo para ayudar a diagnosticar afecciones neurológicas como los trastornos convulsivos. El EEG proporciona una herramienta útil, eficaz y segura para evaluar a muchos tipos de pacientes.

En entornos de investigación, el EEG es un método eficaz para estudiar las relaciones cerebro-conducta vinculadas a muchos procesos cognitivos. Cuando se combina con otras técnicas biométricas, los resultados de las pruebas de EEG son muy reveladores para comprender la cognición y la emoción humanas de una forma más completa.

About the authors

Cristina Gil-López, Ph.D. (LinkedIn, Scholar, homepage) - Researcher at the Psychology and Neurocognition institute (LPNC), University of Grenoble (France) / Associated Research Scientist at Polytechnic University of Valencia (Spain)

Javier Mínguez (LinkedIn, Scholar, Twitter) Associate professor of the University of Zaragoza and co-founder of Bitbrain. 

About Bitbrain solutions

Bitbrain está especializada en el desarrollo de dispositivos innovadores con una excelente usabilidad para la monitorización multimodal, que abarcan sistemas de EEG semiseco, EEG seco y EEG textil, así como bioseñales (ExG, GSR, RESP, TEMP, IMU, etc.) y soluciones de seguimiento ocular (plataformas móviles y basadas en pantalla).

Las herramientas de software facilitan el diseño de las pruebas, la recopilación de datos sin esfuerzo con más de 35 tipos de sensores sincronizacidos y el análisis exhaustivo de datos que abarcan un amplio espectro de biometría emocional y cognitiva.

Las plataformas de Bitbrain ofrecen interconectividad con otros sistemas a través de LSL, ePrime, Matlab o Python, proporcionando flexibilidad y compatibilidad para diversas necesidades de investigación y aplicaciones.

Nuestros sistemas son utilizados por científicos en publicaciones de gran impacto y revisadas por expertos en una amplia gama de aplicaciones de investigación, como neurociencia, psicología, educación, factores humanos, investigación de mercados y neuromarketing, e interfaces cerebro-ordenador. 

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