Las “ondas cerebrales” son la “vista de pájaro” de actividades neuronales muy complejas y detalladas. Lo que vemos en un EEG es solo un potencial eléctrico promediado inducido por la actividad de una gran población de neuronas que realizan su conducción iónica a través de sus axones. Ver Oscilación neuronal para más detalles. Su frecuencia (o periodicidad ) depende de muchos factores, no todos relacionados con las neuronas.
Permítanme enfatizar este punto: las neuronas no son dispositivos eléctricos, son dispositivos iónicos. Y esto es muy importante para comprender los EEG y las “ondas cerebrales”. La movilidad de los electrones es un efecto secundario de la movilidad de los iones a través de las membranas neuronales y el tejido neural en general: el cuerpo no tiene carga intrínseca, por lo que a medida que se mueven los iones positivos, los electrones negativos deben seguir para mantener la carga equilibrada tan cerca de 0 como puedan. Eso es lo que detectamos: el desequilibrio de carga se compensa (suaviza) con el flujo de electrones, y se produce más desequilibrio en otro lugar por el flujo iónico. El desequilibrio de carga se llama dipolo , y los diversos electrodos EEG (al menos 2, generalmente mucho más, con algunos puntos de “tierra” de referencia en algún lugar de la cabeza, pero lejos del cráneo) escogen muchos pares de dipolos y trazan su electricidad potencial en “líneas onduladas” (más técnicamente llamados “canales”). Ver Electroencefalografía para una introducción bastante buena.
Ahora a la “carne” de la pregunta. La frecuencia máxima de una onda cerebral (un dipolo de desequilibrio de carga ) es una función de la frecuencia de disparo axonal en la vecindad de los electrodos que captan las señales del dipolo, así como la velocidad de difusión de iones y electrones que luchan por mantener el carga neutral. A medida que más y más neuronas se disparan en las proximidades de los electrodos, el desequilibrio de carga crece hasta un límite superior (establecido por la velocidad de difusión de los electrones a través del ambiente de tejido cerebral bastante graso y, por lo tanto, principalmente aislante); A medida que la neurona se dispara temporalmente, el desequilibrio de carga se desvanece a nada a una velocidad también determinada por la movilidad de los electrones. Este proceso muy complejo puede ser modelado por un integrador con fugas, que muestra un comportamiento que, aunque es más simple que las señales EEG reales, sigue siendo muy similar a los “baches” individuales en los patrones ondulados.
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Y finalmente: la frecuencia de estos dipolos inducidos por la población neural promediada (integrada) varía desde menos de 4 Hz hasta aproximadamente 100 Hz. Se puede encontrar una “tabla de consenso” y una descripción en Electroencefalografía – Bandas de frecuencia. Determinar el “significado” de las señales de EEG individuales y / o sus frecuencias es otra cosa … La resolución de tiempo y espacio es demasiado gruesa para determinar cualquier cosa que no sean eventos generales.
También quiero señalar que, si bien el EEG es una tecnología de diagnóstico muy útil y se ha utilizado durante muchos años como herramienta de investigación, tiene límites sobre lo que puede lograr. Muchos de los detalles funcionales del cerebro no pueden determinarse claramente simplemente monitoreando unos pocos (o incluso muchos) conjuntos de actividad, dipolos promediados. Todavía usamos EEG como una “vista de pájaro” de lo que está sucediendo, pero necesitamos herramientas mucho mejores para determinar mapas de actividad más detallados y enfocados. Una de las tecnologías nuevas más fascinantes es la Imagen de Tensor de Difusión, y aunque se desarrolló en los años 80, ahora está comenzando a convertirse en una herramienta de investigación cerebral muy importante debido principalmente al aumento enormemente de la potencia informática de los sistemas actuales, que fue impensable hace unas décadas. Aquí hay dos videos de DTI en acción:
- Imágenes de tensor de difusión | Video MIT
La diferencia en lo que puede determinar a partir de imágenes dinámicas como estas frente a EEG (incluso las de alta resolución) es como la diferencia entre escuchar a alguien en un helicóptero describiendo las condiciones del tráfico y estar allí y verlo usted mismo. Todavía no puede ver detalles sobre lo que están haciendo los impulsores individuales (neuronas), pero el “flujo y reflujo” se hace evidente de una manera que nunca antes fue.
Tiempos emocionantes, de hecho.
