Elettroencefalografia

Un paziente sottoposto ad un esame elettroencefalografico

L'elettroencefalografia (EEG) è la registrazione dell'attività elettrica dell'encefalo. La tecnica è stata inventata nel 1929 da Hans Berger, il quale scoprì che vi era una differenza di potenziale elettrico tra aghi infissi nello scalpo oppure tra due piccoli dischi di metallo (elettrodi) quando essi sono posti a contatto sulla cute sgrassata del cuoio capelluto. La tecnica fu in seguito perfezionata da Herbert Jasper.

La rappresentazione grafica della registrazione è l'elettroencefalogramma.

L'elettroencefalografia viene registrata dall'elettroencefalografo che può essere un apparecchio analogico oppure digitale e fornisce una traccia registrata su carta termica o millimetrata, su monitor con registrazione su Hard Disk, CD o DVD, per una visione successiva.

Sistema Internazionale 10-20

Gli elettrodi vengono applicati sullo scalpo secondo il posizionamento standard chiamato "sistema internazionale 10-20". 10% oppure 20% si riferisce al 100% della distanza tra due punti di repere cranici "inion" (prominenza alla base dell'osso occipitale) e "nasion" (attaccatura superiore del naso), questa distanza di solito va da 30 a 36 cm con grande variabilità interpersonale.
Vengono collocati da 10 a 20 elettrodi e una massa, lungo cinque linee: 1) P1: longitudinale esterna e 2) P2: long. interna di destra, 3) centrale, 4) P1: longitudinale esterna e 5) P2: long. interna di sinistra.
La linea trasversa T4-C4-Cz-C3-T3 (risultante delle precedenti) viene denominata montaggio P3, ed anch'essa deve seguire la regola del 10-20%.
Gli elettrodi fronto-polari sono collocati al 10% (3-4 cm) della distanza I-N, sopra le sopracciglia, i frontali vengono collocati sulla stessa linea dei fronto-polari, più sopra del 20%, poi vengono i centrali (+ 20%), infine i parietali (+ 20%) e gli occipitali (+ 20%), con questi si arriva al 90% della distanza nasion-inion, ad una distanza del 10% dall'inion.
Alla posizione che ogni elettrodo occupa sullo scalpo fa riferimento una sigla. Le sigle che individuano la posizione di un elettrodo sono formate da una/due lettere, che permettono di identificare la regione della corteccia esplorata (Fp: frontopolare; F: frontale; C: centrale; P: parietale; T: temporale; O: occipitale) e da un numero (o una z) che identifica l’emisfero (numeri dispari: sinistra; numeri pari: destra; z: linea mediana).

Onde cerebrali

Per approfondire, vedi la voce Onde cerebrali.

Il ritmo di base è il ritmo alfa ("ritmo di Berger"), distinto in alfa lento (8-9 Hz), alfa intermedio (9-11.5 Hz) ed alfa rapido (11.5-13 Hz), ed ha un'ampiezza media di 30 microVolt (15-45 microVolt), che viene registrato ad occhi chiusi in un soggetto sveglio, soprattutto tra gli elettrodi occipitali e quelli parietali, rispetto ai centrali e temporali posteriori (EEG sincronizzato). Se si invita il soggetto ad aprire gli occhi, l'attività alfa scompare ed è sostituita da un'attività di basso voltaggio (inferiore o uguale a 30 microVolt) più rapida di tipo beta (desincronizzazione).
Al fine di valutare questa differenza di potenziale, le onde generate vengono valutate per la loro differenza in ampiezza o tensione (ed espresse in microVolt) ed in frequenza (ovvero in cicli per secondo (c/s) o Hz).

Elettroencefalogramma normale: le onde alfa sono prevalenti a livello parietale e occipitale. Fenomeno di desincronizzazione all'apertura degli occhi

Le onde alfa (8-13 c/s) sono caratteristiche in condizioni di veglia e di riposo mentale, ma non nel sonno, dove sono assenti (fatta eccezione per lo stadio R.E.M.). Quando un soggetto è sottoposto ad un'attività cerebrale maggiore, si registra la presenza del ritmo beta.
Il ritmo beta è distinto in beta lento (13.5-18 c/s) e beta rapido (18.5-30 c/s), e presenta un voltaggio medio di 19 microVolt (8-30 microVolt). Le onde beta sono dominanti in un soggetto ad occhi aperti, ma anche in stati di allerta e nel sonno R.E.M.
Il ritmo theta è dominante nel neonato e può rappresentare tensioni emotive, e si distingue in theta lento (4-6 c/s) e theta rapido (6-7.5 c/s), ed ha un voltaggio medio di 100 microVolt.
Infine, le onde delta presentano una frequenza compresa tra 0.5 e 4 c/s ed un voltaggio medio di circa 150 microVolt.
Non sono presenti in condizioni fisiologiche nello stato di veglia nell'età adulta, sebbene siano predominanti nell'infanzia e inoltre compaiano nell'anestesia generale ed in alcune malattie cerebrali, oppure in malattie dismetaboliche generali, come l'iperazotemia.
Le onde delta sono caratteristiche del sonno non R.E.M. (sonno ad onde lente). Nei diversi stadi di sonno sono presenti principalmente onde theta e onde delta (caratteristiche del sonno ad onde lente), a cui si aggiungono squarci di attività alfa e, raramente, di attività beta.

Origine dell'EEG

I neuroni corticali sono organizzati in modo da formare ammassi colonnari ad orientamento perpendicolare alla superficie della corteccia cerebrale, di cui costituiscono le unità funzionali elementari. L'EEG è l'espressione dei processi sinaptici (potenziali elettrici pre- e post-sinaptici), di potenziali dendritici e probabilmente anche di potenziali della neuroglia (cellule di sostegno).

I potenziali rilevabili tramite EEG sono quelli associati a correnti all'interno dell'encefalo che fluiscono perpendicolarmente rispetto allo scalpo. Una tecnica complementare all'EEG è la magnetoencefalografia (MEG), che permette di misurare le correnti che fluiscono parallelamente allo scalpo.

Metodo diagnostico

EEG in un caso di epilessia idiopatica: punte-onda generalizzate a 3 Hz

È utilizzato nei casi di disturbi convulsivi come l'epilessia (registrazione di onde anomale come punte, punte-onda) o per segnalare la presenza di alterazioni che possono indurre il neurologo a chiedere una TAC oppure una RM per scoprire ascessi, calcificazioni, cisti, ematomi, emorragie, infiammazioni, malformazioni oppure tumori del cervello benigni o maligni.

Accertamento della morte cerebrale

Viene anche usato nei pazienti comatosi, per accertare lo stato di morte cerebrale, caratterizzato dal tracciato dell'EEG piatto (attività elettrica cerebrale inferiore ai 2 microvolt, per la durata di almeno 30 minuti, in paziente incapace di respiro spontaneo), che deve comunque essere confermata anche con altri sistemi, come valutazione dei riflessi del tronco-encefalico oppure con l'eco-doppler (transcranico e dei vasi epi-aortici).

Studi sul sonno

L'EEG viene inoltre utilizzato negli studi sul sonno, per poter discriminare tra vari tipi di disturbi come le apnee nel sonno, l'epilessia notturna, le dissonnie (insonnia, ipersonnia, narcolessia) e le parasonnie (bruxismo, enuresi notturna, pavor nocturnus, sonnambulismo).

Bibliografia

• Pravdich-Neminsky VV. Ein Versuch der Registrierung der elektrischen Gehirnerscheinungen (In German). Zbl Physiol 27: 951–960, 1913.
• Antoine Lutz et al. "Long-term meditators self-induce high-amplitude gamma synchrony during mental practice". Proceedings of the National Academy of Sciences 101:46, 16369-16373, 2004. (full text)
• M.R. de Feo e O. Mecarelli Testo-Atlante di Elettroencefalografia Clinica (2001, Marrapese Ed.- Roma)

Voci correlate

• EEG silente
• Independent component analysis
• Mappatura statistica parametrica
• Neurofeedback
• Polisonnografia
• Tecnico sanitario di neurofisiopatologia

Biografie

• Hans Berger (inventore dell'EEG)
• Herbert Jasper (perfeziona l'EEG, introduce i montaggi standard, pratica l'EEG direttamente sulla corteccia cerebrale)

Altri progetti

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