Aula Ritmos neurais versão SIGAA

O que são os Ritmos Neurais? - Flutuações Rítmicas de potenciais de campo elétricos entre partes do cérebro, vistos no eletroencefalograma (EEG). (EEG). - Se eletrodos são inseridos: Pot. Pot. Campo Locais (PLC, LFP). LFP). • - Produto de disparos sincronizados de redes de neurônios. neurônios. - Redes: base de funções neurais complexas: cognição, linguagem, memória processual • DDP: diferença de potencial!; fio terra

SINAL DE EEG – HISTÓRICO

• Galvani vs Volta - bioeletricidade • Caton - BMA para estudar eletricidade cerebral • Fritsch e Hitzig - estimulação Cx • Neminski - eletro cerebro grama

SINAL DE EEG – HISTÓRICO

Neminsk (1913). Ein Versuch der Registrierung der elektrischen Gehirnerscheinungen. Zbl. Physiol., 27, 951-960.

SINAL DE EEG – HISTÓRICO • 1929 - Berger = humanos • 1934 - Adrian & Mathews = clínica • 1947 - Iº Congresso Internacional • 1958 - Sistema 10-20 Fed. Internacional (Jasper. EEG Clin Neurophysiol, 10, 371-375) • 1958 - Gibs & Gibs = montagens mono x bipolares • 1980 a 90 = analógico x digital

SINAL DE EEG – HISTÓRICO

SINAL DE EEG – HISTÓRICO • 1929 - Berger = humanos • 1934 - Adrian & Mathews = clínica • 1947 - Iº Congresso Internacional • 1958 - Sistema 10-20 Fed. Internacional (Jasper. EEG Clin Neurophysiol, 10, 371-375) • 1958 - Gibs & Gibs = montagens mono x bipolares • 1980 a 90 = analógico x digital

SINAL DE EEG – CONCEITO • Eletro encefalo grama • É o registro da atividade elétrica cerebral, obtido através de eletrodos de superfície, colocados sobre o couro cabeludo • ECoG

SINAL DE EEG – CONCEITO • Eletro encefalo grama • É o registro da atividade elétrica cerebral, obtido através de eletrodos de superfície, colocados sobre o couro cabeludo • ECoG

SINAL DE EEG - ASPECTOS BIOLÓGICOS

SINAL DE EEG - ASPECTOS BIOLÓGICOS

SINAL DE EEG - ASPECTOS BIOLÓGICOS

SINAL DE EEG - ASPECTOS BIOLÓGICOS

SINAL DE EEG – EQUIPAMENTO

•

Conversão AnalógicoDigital Transforma Sinal Continuo em

Discreto (pontos) • Para que estes pontos representem o sinal,´e necessaria uma frequencia minima de amostragem • Teorema de Nyquist- Shannon • Se a reconstrução é feita via formula de Whittaker-Shnnon, o criterio de Nyquist é necessario para evitar aliasing: alguns sinais nao serão reconstruidos.

Terra, Referencia e Ruídos • Terra: para ter DDP.Comunicase com todos os canais • Referencias: auriculares: “sinal zero”, apenas ruido • Ruido: variação aleatória tanto para pico quanto para vale • retirado com controle do sujeito, aterramento bem feitos, referencia, relação de um eletrodo com outro, filtros (notch), passa alta e baixa.

SINAL DE EEG – EQUIPAMENTO

Mnemotécnica: Tipos de Ritmo

-Delta(δ) :Sono ; Do Tálamo -Teta (θ): Corpos mamilares; septo ; 4-8 Hz. -Alfa(α) δ: “entrar em alfa” (olhos fechados) lobo. 9-13 Hz. -Beta (β): Vigília; vista aberta. 13-20 Hz. -Gama (γ). Oscilações rápidas. 20 Hz.

Decomposição de Ondas Encefálicas

SINAL DE EEG - TIPOS - SISTEMA 10/20 Nasion 10 % Fp1

Fpz

Fp2

20 % T1 A1

T3

F3

C3

Fz

Cz

F4

C4

T2

T4

A2 10 %

T5

P3

Pz

P4

O1

Oz

O2

20 % 10 % Protuberância Occipital Externa

T6

20 %

SINAL DE EEG – RITMOS • • • • • • • •

delta 0-4 Hz teta 4-8 Hz alfa 8-12 Hz beta 12-30 Hz gama 30-70 Hz omega 60-120 Hz ro 250 Hz lambda 600 Hz

Sincronização e Amplitude Se há maior sincronização, Há uma maior amplitude do sinal. Isso pode ocorrer nos diferentes ritmos. “Ressonância neural”

Geração dos Ritmos Hipóteses: 1) Células “marcapasso “marcapasso”; marcapasso”; Maestro e orquestra. Células que disparam “espontaneamente”.

2) Geração de ritmo por autoautoorganização. Ih– corrente marcapasso: excitatória; canais catiônicos estimulados por voltagem – Neurotransmissão inibitória: mais que bloqueio de PA!.

Padrões de Disparo X Ondas Padrões de Disparo: alta ∆ Freqüência de disparos: Influência de íons Ca++ e K+ extracelulares Canais de Ca++ e K+: ativados por voltagem, de maneira diferente.

Geração de Ritmos: Unidade Básica Atuação coordenada de Neurônios excitatórios e Inibitórios. - Modelo mais simples gerador de ritmos - Pressupões uma corrente constante de entrada.

Doenças Associadas a Ritmos Neurais.

-Quadros de esquizofrenia grave; -Epilepsias -Transtornos de Sono -Estudos da Cognição

SINAL DE EEG – RITMOS Parasagital Fp1-F3 F3-C3 C3-P3 P3-O1

50 uV

1 seg.

Fp2-F4 F4-C4 C4-P4 P4-O2

Registro de Ritmos Neurais em Animais

Sistema Plexon: Plexon: Mapas de Estado, PLC, Acelerômetro

SINAL DE EEG–RITMOS

SINAL DE EEG–RITMOS

SINAL DE EEG–RITMOS

SINAL DE EEG–RITMOS

SINAL DE EEG–RITMOS

SINAL DE EEG–RITMOS

SINAL DE EEG–RITMOS

Lopes da Silva (1991). Neural mechanisms underlying brain waves: from neural membranes to networks. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 79, 81-93.

SINAL DE EEG–RITMOS

Contreras et al. (1996). Control of spatiotemporal coherence of a thalamic oscillation by corticothalamic feedback. Science, 274, 771-774.

Lopes da Silva (1991). Neural mechanisms underlying brain waves: from neural membranes to networks. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 79, 81-93.

SINAL DE EEG–RITMOS

Amzica & Steriade (1997). The K-complex. Neurology, 49, 952-959.

SINAL DE EEG–RITMOS

SINAL DE EEG–RITMOS

SINAL DE EEG–MAPAS

SINAL DE EEG–RITMOS

SINAL DE EEG–RITMOS

Llinas & Ribary (1993). Rostrocaudal scan in human brain: a global characteristic of the 40Hz response during sensory input. In Induced Rhythms in the Brain, Eds E. Basar and T. Bullock, pp. 147-154. Boston : Birkhauser.

SINAL DE EEG–RITMOS

SINAL DE EEG–RITMOS

SINAL EEG-CONSCIÊNCIA Estados • Fisiológicos - Vigília - SOL 1 2 3

- REM - SL (?)

SINAL EEG-CONSCIÊNCIA Estados • Fisiológicos - Vigília - SOL 1 2 3

- REM

SINAL EEG-CONSCIÊNCIA Estados • Fisiológicos

• Patológicos

- Vigília - SOL

- Coma

1 2 3

- REM - SL (?)

Superficial Profundo

- Confusão - Alucinação - Delírio

SINAL EEG-CONSCIÊNCIA Estados • Fisiológicos

• Alterados

• Patológicos

- Vigília - SOL

- Química

- Coma

1 2 3

- REM - SL (?)

LSD

- Comport. yoga hipnose incorporação

- Mista xamanismo daime

Superficial Profundo

- Confusão - Alucinação - Delírio

COERÊNCIA E SINCRONIZAÇÃO DO EEG

COERÊNCIA E SINCRONIZAÇÃO DO EEG • Uma correlação expressa em função da freq. :

0≤γ

2 UV

( f ) ≤1

• Mede a consistência entre dois sinais U(t) e V(t)

• Independente da amplitude

COERÊNCIA E SINCRONIZAÇÃO DO EEG 8 Hz

Aumento do número de pares de eletrodos com coerência de 100% quando os sujeitos são submetidos a atividade mental envolvendo cálculo. PL Nunez, BM Wingeier & RB Silberstein. Human Brain Mapping, 2001.

COERÊNCIA E SINCRONIZAÇÃO DO EEG 5 Hz

Diminuição do número de pares de eletrodos com coerência de 100% quando os sujeitos são submetidos a atividade mental envolvendo cálculo. PL Nunez, BM Wingeier & RB Silberstein. Human Brain Mapping, 2001.