Electro-encefalografía (EEG)
EEG es una técnica no invasiva que permite medir la actividad cerebral. La actividad neuronal genera señales eléctricas que son registradas por EEG el…
Electroencefalografía, o EEG, es una técnica electrofisiológica comúnmente utilizada por los investigadores que estudian la cognición. El cerebro constantemente genera actividad eléctrica, que puede ocurrir espontáneamente, o cuando inducida por el estímulo. EEG es una técnica no invasiva, portátil y económica que puede detectar y cuantificar cambios en la actividad del cerebro, lo que es particularmente útil para estudios cognitivos. En este video te explicaremos brevemente cómo se generan las señales EEG como EEG es aplicado a la investigación cognitiva, el método estándar de grabación de EEG y algunas aplicaciones específicas.
Para empezar, vamos a ver dónde y cómo se generan las señales de EEG.
La señal de EEG es una actividad eléctrica registrada desde la superficie del cerebro usando electrodos colocados en el cuero cabelludo. Se genera principalmente en la corteza de cerebral la capa más externa-por activado neuronas piramidales, que son las neuronas de salida principal de la corteza. Estas neuronas reciben e integración de entradas sinápticas de otras partes del cerebro y su actividad colectiva refleja el procesamiento de la información.
En particular, la excitación se mueve los iones positivamente cargados a través de la membrana y en la neurona, creando una corriente "hunden" en la región dendrítica, que es neutralizada por el movimiento hacia afuera de la carga alrededor de la corriente de soma-la «fuente». Esto lleva la neurona a un estado de "dipolo", generando un potencial eléctrico y la creación de los flujos actuales entre dendrita apical y soma. Electrodos de captura de la suma de los potenciales producidos por gran número de estos "dipolos neurales" actuando sincrónicamente.
Ahora que usted está familiarizado con la fisiología detrás de señales EEG, vamos a discutir lo que nos cuentan acerca de las funciones cognitivas.
EEG normal presenta oscilaciones espontáneas. Esta actividad rítmica consta de varios ritmos superpuestos secundario que pueden ser desenmascarados por transformaciones matemáticas, como la transformada de Fourier. Usando esta técnica, series de tiempo de EEG es descompuesto en sus ritmos sub componente y graficados como un "espectro de potencia". Cada sub-ritmo, basado en su frecuencia, se traza según su "concentración" o potencia de la señal en el registro de EEG total.
Las frecuencias de los ritmos cerebrales son: onda Delta, que es la más lenta de menos de 4 Hz; Onda Theta, de 4-7 Hz; Onda alfa, 8-12 Hz; Onda beta 13-30 Hz; y ondas Gamma, el más rápido en más de 30 Hz. Cada ritmo se correlaciona también con un estado conductual: ondas Theta y Delta se observan en el estado de hibernación, las ondas alfa se producen en el estado despierto y relajado, y las ondas Beta y Gamma ocurren durante cognición activa.
Cambio en la actividad de EEG se utiliza para investigar la respuesta del cerebro a la estimulación durante las tareas cognitivas. Por ejemplo, durante un experimento cognitivo, se puede pedir un tema a ver rostros en una pantalla de ordenador y discrimina entre ellas. La prueba se repite varias veces. Siguientes respuestas EEG son tiempo-bloqueada a la aparición del estímulo visual y promedio; esto eleva el nivel de señal por encima del ruido de fondo. Media actividad EEG evocada por un estímulo específico se conoce como el potencial relacionado con eventos. o ERP.
Los picos en el gráfico ERP corresponden a la actividad coordinada de los nervios. Aquí, un pico anterior se refiere a la respuesta directa del sistema visual. Entonces, un pico después de la actividad neuronal sincronizada se refiere al procesamiento cognitivo del estímulo.
Ahora que has aprendido cómo EEG se utiliza para el estudio de la cognición, echemos un vistazo a cómo se lleva a cabo un experimento de EEG.
EEG los experimentos requieren que se recogen las señales sólo significativas, porque reales potenciales corticales son muy pequeños. Para captar esas señales, electrodos de EEG están hechos de materiales altamente conductores tales como cloruro de plata y plata, que se arreglan en un tope según el sistema de colocación estándar de 10-20. Este sistema asegura la constante colocación de electrodos para que los experimentos son reproducibles a través del tiempo y los temas. Electrodos se señalan según identificadas áreas corticales y la ubicación de hemisferio y son sistemáticamente distancia separado para dentro de 10 o 20% del total delantero-detrás o de derecha a izquierda del cráneo.
Gel del electrolito se usa con electrodos para aumentar la conductividad. Se amplifican señales activas con respecto a un electrodo de referencia, y el sistema está conectado a tierra para reducir el ruido. Además, las señales se filtran para recoger sólo aquellos que caen dentro de la gama de frecuencia de EEG. Artefactos de movimientos corporales, como el parpadeo de ojo, normalmente son monitoreados y resta de los datos.
Antes del experimento, los procedimientos se explican a los participantes y se obtiene un consentimiento por escrito. Se mide la circunferencia de la cabeza del sujeto, y se selecciona el tamaño de la tapa de un electrodo apropiado. Puntos de referencia para la colocación de la tapa son marcados y seguir según el sistema de colocación de 10-20. Gel conductor siguiente es inyectado dentro de cada sostenedor de electrodo, que hace una pila de gel contra el cuero cabelludo, lo suficiente como para evitar la interferencia entre los electrodos vecinos. Electrodos activos entonces se fijan en los soportes. El tema ahora está posicionado para el experimento y se recuerda para reducir movimientos innecesarios. Por último, la pantalla de EEG se comprueba para asegurarse de que todo funciona correctamente.
Ahora que has aprendido los conceptos básicos de ejecutar un experimento de EEG, vamos a examinar algunas aplicaciones específicas de esta técnica en la investigación cognitiva.
EEG se utiliza para el estudio de cognición social en adultos y niños. Aquí, el experimento consiste en una demostración de la marioneta cara a cara con un niño como objeto de prueba de memoria inmediata y la imitación. Datos recogidos desde el cuero cabelludo entero muestran diferencias en la actividad de EEG en diferentes puntos del tiempo experimentales.
La proyección de imagen de resonancia magnética funcional, o fMRI, es otra técnica no invasiva que mide la actividad cerebral. La sensibilidad del fMRI para la localización de la activación puede combinarse con la sensibilidad del EEG para el momento de la activación. En conjunto, estas técnicas permiten mapeo funcional en un nivel superior para entender tales procesos cognitivos como memoria, conciencia, emoción, aprendizaje y sueño.
Por último, el EEG puede combinarse con estimulación transcraneal por corriente directa, o pinza, una técnica que permite la estimulación del cerebro modular la excitabilidad de la neurona. Pinza tiene potencial para el tratamiento de trastornos neurológicos que afectan las capacidades cognitivas y EEG se utiliza para monitorizar y optimizar los efectos de la estimulación directa. Funcionamiento a automático Fourier rápido transforma los programas de software se utilizan para observar los cambios en el espectro de energía de EEG en tiempo real.
Sólo has visto video de Zeus en el EEG. Este video discute cómo se generan las señales EEG, cómo se utiliza esta técnica para entender la cognición, los fundamentos de la realización de un experimento de EEG y, finalmente, algunas aplicaciones específicas en estudios cognitivos. ¡Como siempre, gracias por ver!
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Electroencefalografía, o EEG, es una técnica electrofisiológica comúnmente utilizada por los investigadores que estudian la cognición. El cerebro constantemente genera actividad eléctrica, que puede ocurrir espontáneamente, o cuando inducida por el estímulo. EEG es una técnica no invasiva, portátil y económica que puede detectar y cuantificar cambios en la actividad del cerebro, lo que es particularmente útil para estudios cognitivos. En este video te explicaremos brevemente cómo se generan las señales EEG como EEG es aplicado a la investigación cognitiva, el método estándar de grabación de EEG y algunas aplicaciones específicas.
Para empezar, vamos a ver dónde y cómo se generan las señales de EEG.
La señal de EEG es una actividad eléctrica registrada desde la superficie del cerebro usando electrodos colocados en el cuero cabelludo. Se genera principalmente en la corteza de cerebral la capa más externa-por activado neuronas piramidales, que son las neuronas de salida principal de la corteza. Estas neuronas reciben e integración de entradas sinápticas de otras partes del cerebro y su actividad colectiva refleja el procesamiento de la información.
En particular, la excitación se mueve los iones positivamente cargados a través de la membrana y en la neurona, creando una corriente "hunden" en la región dendrítica, que es neutralizada por el movimiento hacia afuera de la carga alrededor de la corriente de soma-la «fuente». Esto lleva la neurona a un estado de "dipolo", generando un potencial eléctrico y la creación de los flujos actuales entre dendrita apical y soma. Electrodos de captura de la suma de los potenciales producidos por gran número de estos "dipolos neurales" actuando sincrónicamente.
Ahora que usted está familiarizado con la fisiología detrás de señales EEG, vamos a discutir lo que nos cuentan acerca de las funciones cognitivas.
EEG normal presenta oscilaciones espontáneas. Esta actividad rítmica consta de varios ritmos superpuestos secundario que pueden ser desenmascarados por transformaciones matemáticas, como la transformada de Fourier. Usando esta técnica, series de tiempo de EEG es descompuesto en sus ritmos sub componente y graficados como un "espectro de potencia". Cada sub-ritmo, basado en su frecuencia, se traza según su "concentración" o potencia de la señal en el registro de EEG total.
Las frecuencias de los ritmos cerebrales son: onda Delta, que es la más lenta de menos de 4 Hz; Onda Theta, de 4-7 Hz; Onda alfa, 8-12 Hz; Onda beta 13-30 Hz; y ondas Gamma, el más rápido en más de 30 Hz. Cada ritmo se correlaciona también con un estado conductual: ondas Theta y Delta se observan en el estado de hibernación, las ondas alfa se producen en el estado despierto y relajado, y las ondas Beta y Gamma ocurren durante cognición activa.
Cambio en la actividad de EEG se utiliza para investigar la respuesta del cerebro a la estimulación durante las tareas cognitivas. Por ejemplo, durante un experimento cognitivo, se puede pedir un tema a ver rostros en una pantalla de ordenador y discrimina entre ellas. La prueba se repite varias veces. Siguientes respuestas EEG son tiempo-bloqueada a la aparición del estímulo visual y promedio; esto eleva el nivel de señal por encima del ruido de fondo. Media actividad EEG evocada por un estímulo específico se conoce como el potencial relacionado con eventos. o ERP.
Los picos en el gráfico ERP corresponden a la actividad coordinada de los nervios. Aquí, un pico anterior se refiere a la respuesta directa del sistema visual. Entonces, un pico después de la actividad neuronal sincronizada se refiere al procesamiento cognitivo del estímulo.
Ahora que has aprendido cómo EEG se utiliza para el estudio de la cognición, echemos un vistazo a cómo se lleva a cabo un experimento de EEG.
EEG los experimentos requieren que se recogen las señales sólo significativas, porque reales potenciales corticales son muy pequeños. Para captar esas señales, electrodos de EEG están hechos de materiales altamente conductores tales como cloruro de plata y plata, que se arreglan en un tope según el sistema de colocación estándar de 10-20. Este sistema asegura la constante colocación de electrodos para que los experimentos son reproducibles a través del tiempo y los temas. Electrodos se señalan según identificadas áreas corticales y la ubicación de hemisferio y son sistemáticamente distancia separado para dentro de 10 o 20% del total delantero-detrás o de derecha a izquierda del cráneo.
Gel del electrolito se usa con electrodos para aumentar la conductividad. Se amplifican señales activas con respecto a un electrodo de referencia, y el sistema está conectado a tierra para reducir el ruido. Además, las señales se filtran para recoger sólo aquellos que caen dentro de la gama de frecuencia de EEG. Artefactos de movimientos corporales, como el parpadeo de ojo, normalmente son monitoreados y resta de los datos.
Antes del experimento, los procedimientos se explican a los participantes y se obtiene un consentimiento por escrito. Se mide la circunferencia de la cabeza del sujeto, y se selecciona el tamaño de la tapa de un electrodo apropiado. Puntos de referencia para la colocación de la tapa son marcados y seguir según el sistema de colocación de 10-20. Gel conductor siguiente es inyectado dentro de cada sostenedor de electrodo, que hace una pila de gel contra el cuero cabelludo, lo suficiente como para evitar la interferencia entre los electrodos vecinos. Electrodos activos entonces se fijan en los soportes. El tema ahora está posicionado para el experimento y se recuerda para reducir movimientos innecesarios. Por último, la pantalla de EEG se comprueba para asegurarse de que todo funciona correctamente.
Ahora que has aprendido los conceptos básicos de ejecutar un experimento de EEG, vamos a examinar algunas aplicaciones específicas de esta técnica en la investigación cognitiva.
EEG se utiliza para el estudio de cognición social en adultos y niños. Aquí, el experimento consiste en una demostración de la marioneta cara a cara con un niño como objeto de prueba de memoria inmediata y la imitación. Datos recogidos desde el cuero cabelludo entero muestran diferencias en la actividad de EEG en diferentes puntos del tiempo experimentales.
La proyección de imagen de resonancia magnética funcional, o fMRI, es otra técnica no invasiva que mide la actividad cerebral. La sensibilidad del fMRI para la localización de la activación puede combinarse con la sensibilidad del EEG para el momento de la activación. En conjunto, estas técnicas permiten mapeo funcional en un nivel superior para entender tales procesos cognitivos como memoria, conciencia, emoción, aprendizaje y sueño.
Por último, el EEG puede combinarse con estimulación transcraneal por corriente directa, o pinza, una técnica que permite la estimulación del cerebro modular la excitabilidad de la neurona. Pinza tiene potencial para el tratamiento de trastornos neurológicos que afectan las capacidades cognitivas y EEG se utiliza para monitorizar y optimizar los efectos de la estimulación directa. Funcionamiento a automático Fourier rápido transforma los programas de software se utilizan para observar los cambios en el espectro de energía de EEG en tiempo real.
Sólo has visto video de Zeus en el EEG. Este video discute cómo se generan las señales EEG, cómo se utiliza esta técnica para entender la cognición, los fundamentos de la realización de un experimento de EEG y, finalmente, algunas aplicaciones específicas en estudios cognitivos. ¡Como siempre, gracias por ver!
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Q1: How are EEG signals generated in the brain?
EEG signals originate from the cerebral cortex, the brain's outermost layer, primarily through activated pyramidal neurons. These neurons receive synaptic inputs and generate electrical activity as ions move across their membranes, creating dipoles. Electrodes on the scalp capture the combined electrical potentials from many synchronized neural dipoles, producing the measurable EEG signal.
Q2: What do different EEG frequency bands tell us about brain states?
EEG frequency bands correlate with specific behavioral states. Delta and Theta waves appear during sleep, Alpha waves occur when awake and relaxed, and Beta and Gamma waves emerge during active cognition. Using mathematical transformations like the Fourier transform, researchers decompose EEG signals into these frequency components to understand what cognitive processes the brain is performing.
Q3: What is an event-related potential and how is it measured?
An event-related potential (ERP) is the mean EEG activity evoked by a specific stimulus during cognitive tasks. Researchers time-lock EEG responses to stimulus onset and average multiple trials to raise signal levels above background noise. Peaks in the ERP graph represent coordinated neural activity, with earlier peaks reflecting direct sensory responses and later peaks indicating cognitive processing of the stimulus.
Q4: Why is the 10-20 placement system important for EEG experiments?
The 10-20 placement system standardizes electrode positioning on the scalp according to identified cortical areas and hemisphere locations, separated systematically within 10% or 20% of skull distance. This consistency ensures reproducible results across different subjects and time points, allowing researchers to compare EEG data reliably and identify meaningful differences in brain activity patterns.
Q5: How does EEG improve when combined with other neuroimaging techniques?
EEG's high temporal sensitivity to activation timing complements functional magnetic resonance imaging (fMRI), which offers superior spatial localization. Together, these techniques enable functional mapping at higher resolution to understand cognitive processes like sleep, consciousness, emotion, learning, and memory with both precise timing and location information.
Q6: What preparations are necessary before conducting an EEG experiment?
Before EEG recording, researchers explain procedures and obtain written consent. The subject's head circumference is measured to select the correct electrode cap size. Landmarks are marked according to the 10-20 system, conductive gel is applied to each electrode, and the subject is positioned and reminded to minimize unnecessary movements to reduce motion artifacts.
Q7: How can EEG be used to study social cognition in infants?
Researchers use EEG to measure brain activity during face-to-face puppet demonstrations with infants to test immediate recall and imitation. Data collected from the entire scalp reveal differences in EEG activity at various experimental time-points, providing insights into how infants process social information and develop social cognitive abilities.