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NEURO SAPIENS |
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CONSIDERAÇÕES SOBRE FUNDAMENTOS DO ELETROENCEFALOGRAMA
Todo sinal oscilatório pode ser descrito por três propriedades intrínsecas: amplitude, freqüência e fase
instantânea.
O sinal elétrico captado no escalpo (sinal EEG) é um sinal oscilatório, originado no somatório espaço-temporal de
potenciais sinápticos inter-neuronais.
O sinal EEG é um sinal oscilatório complexo, com dois grandes componentes:
a) um sinal contínuo (sinal de fundo, ou de base), e
b) um conjunto de sinais descontínuos (os transientes).
SINAL DE FUNDO
Na análise visual, o sinal de fundo costuma ser descrito por características de amplitude e de freqüência.
No domínio do tempo (time domain) o sinal EEG é uma função do tempo, onde a amplitude pode ser descrita numeralmente
(5, 10, 60 microvolts, por exemplo) ou nominalmente (pequena, média, grande, por exemplo), ocorrendo o mesmo com a
freqüência (1, 4, 12 Hz, por exemplo, ou lento, rápido, por exemplo).
Outro domínio de análise do sinal EEG é o domínio
da freqüência (frequency domain), que sofreu grande impulso com a popularização dos sistemas computacionais. Neste domínio
o sinal EEG é uma função da freqüência, podendo ser descrito por análise espectral, cujas variáveis são as amplitudes,
ou as potências (amplitudes ao quadrado), e as fases do espectro senoidal do sinal EEG analisado. O EEG com
mapeamento (topographic brain mapping) utiliza aquelas amplitudes ou potências para gerar mapas, espectros, histogramas
e tabelas quantitativas do sinal EEG tomado em diversas regiões do escalpo, constituindo o primeiro nível da denominada
análise quantitativa do EEG. No domínio da freqüência as designações numerais vão a frações milesimais, enquanto que as
designações nominais não têm aplicação.
O sinal EEG de fundo não é um sinal estacionário, ao contrário, é bastante complexo, sofrendo, ao longo do tempo, processos
de sincronização/dessincronização, aleatórios ou relacionados a eventos. A reatividade do ritmo alfa é exemplo clássico
disso, dessincronizando a estímulos de alerta e sincronizando em repouso.
Sincronizações/dessincronizações podem ser
chaveadas no tempo (time-locked) ou não chaveadas no tempo (no time-locked). As chaveadas no tempo podem ser descritas
pela amplitude e pelo atraso (delay) em relação ao estímulo (momento zero). As não chaveadas no tempo podem ser descritas
pela amplitude e pela fase instantânea do sinal. Quando descritas pela amplitude, para sinais de 0,5 Hz, por exemplo,
são requeridos pelo menos 2 segundos de sinal. Quando descritos pela fase instantânea são requeridas apenas frações de
segundo de sinal, o que confere alta resolução temporal a este tipo de análise. Várias designações são vistas na
literatura especializada, relacionadas com sincronização/dessincronização do EEG relacionadas a evento:
ERD/S (event related dessinchronization/sinchronization) – detectada no frequency domain, pela potência ou
pela fase do sinal modificado pelo estímulo.
ERBP (event related band power) – conceito que pode ser tomado como igual ao de ERD/S.
ERPs (event related potentials) – detectados por promediação aditiva de várias realizações do sinal modificado pelo
evento (time domain), refletem atividade time-locked, tipo potencial evocado (EP), ou
slow negative potentials.
IBP (induced band power) – refletem atividade no time-locked, analisada no frequency domain. Klimesch
apresentou método para quantifica-la - intertrial variance method - no qual o EP é extraído do sinal ERBP
resultante, anulando assim sua interferência na análise, ficando assim formulada a questão: ERBP = IBP + EP
SINAIS TRANSIENTES
Os sinais transientes são aqueles que se destacam do sinal de fundo – pela amplitude ou pela forma - e duram pouco tempo. Na análise visual costumam ser descritos por características de amplitude, de duração (que é igual a 1 dividido pela freqüência) e de fase (particularmente quando ocorre inversão de fase, nas montagens multirreferenciais). Os paroxismos fisiológicos do sono e os paroxismos epileptogênicos são seus principais representantes.
As considerações até aqui feitas referem-se a análises que podem ser feitas com apenas um canal de EEG (exceto quando falamos em topographic brain mapping e em inversão de fase). O crescente interesse na avaliação neurofisiológica da denominada eficiência cortical (conceito teórico derivado do fato que indivíduos com altos desempenhos em tarefas cognitivas têm consumo reduzido de energia em várias áreas corticais), envolve uma outra modalidade de abordagem do EEG, a análise multicanal. A eficiência cortical traduz a competência das redes neuronais funcionais, de curta e de longa distância, recrutadas durante atividades event-related.
ANÁLISES MULTICANAIS OU ANÁLISES DE CORRELAÇÃO
Neste âmbito a idéia básica é a de que, quando duas regiões do cérebro estão funcionalmente conectadas,
os sinais elétricos nelas registrados devem conter alguma informação que sinalize e permita quantificar este acoplamento.
Similaridade de sinais reflete similaridade de funções (conceito teórico).
1) Coeficiente de correlação: mede o grau de similaridade entre dois sinais e nada mais é do que a covariância normalizada dos
sinais (integral dos dois sinais mixados, dividida pelo tempo e dividida pela raiz quadrada do produto das variâncias de
cada um dos dois sinais). Varia de -1 a +1. É um conceito no domínio do tempo (time domain).
2) Análise de coerência: medida da correlação entre dois sinais como função da freqüência, sendo esta correlação
determinada para cada freqüência dos espectros. É um conceito no domínio da freqüência (frequency domain). Varia de 0 a 1.
A coerência pode também ser compreendida como uma medida da consistência da relação de fase entre dois sinais.
Análise de coerência por abordagem da fase (Klimesch – 2008): o sinal EEG captado no escalpo requer a atividade
dendrítica simultânea (altamente sincronizada) de grandes populações de neurônios. Sendo assim, inferências sobre
sincronização em nível local envolvem alguns centímetros de córtex. De outro lado, sincronização global, ou em escala
ampla, refere-se a atividades percorrendo distâncias entre lobos corticais, ou mesmo inter-hemisféricas. A sincronização,
em níveis local ou global, pode ser enfocada de três modos distintos:
a) acoplamento de fase entre locais distintos, quantificado por coerência de fase (já antes citada).
b) acoplamento de fase entre freqüências, quantificado por índice de bi-coerência, ou por índice de sincronização
de fase de freqüência cruzada.
c) ressetamento de fase (phase-locking) em resposta a inicio de estímulo sensorial, quantificado por ERPs.
3) Sincronização em campo global: conceito apresentado por Koenig, cujo diferencial é o de ser local no tempo e global
no espaço, ao contrário da coerência, que é local no espaço e global no tempo.
Anteriormente identificamos um primeiro nível da denominada análise quantitativa do EEG. Um nível superior desta análise é o dos procedimentos neurométricos, cuja essência é o estabelecimento, através de bancos de dados, de parâmetros quantitativos normativos para análise diagnóstica discriminativa de diferentes desordens clínicas, neurológicas e psiquiátricas.
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A especialização biológica do cérebro é receber, analisar, processar, armazenar, recuperar, sintetizar e enviar informações, desde e até os mais distantes ou sutis locais do corpo humano. Estas informações são veiculadas entre as unidades funcionais do cérebro (os neurônios) por processos eletroquímicos. A cada instante, o somatório das diferenças de energia elétrica entre os neurônios transborda a caixa óssea (o crânio) que contem o cérebro e determina diferenças de potencial elétrico entre pontos diferentes do escalpo ou entre estes e um ponto neutro de referência. Hans Berger, em 1929, foi o primeiro cientista a obter o registro gráfico destas ondas elétricas de origem cerebral, sendo, por isso, considerado o pai da eletroencefalografia. Desde então a eletroencefalografia não para de progredir, tanto em aspectos técnicos da obtenção dos registros (equipamentos) como no entendimento da gênese e significado dos vários elementos gráficos que aparecem nestes registros (especialização médica).
No time domain o sinal EEG é visto como uma função do tempo, o que permite uma análise visual da forma, amplitude e período das ondas nele encontradas. É a forma clássica de registro e leitura do EEG, desde Hans Berger, permanecendo como base indispensável para qualquer investigação EEG até os dias de hoje.
A utilidade do eletroencefalograma (EEG) para o médico que solicita este exame, bem como para seus pacientes, é tanto maior quanto maior a especialização e a experiência do médico eletroencefalografista que presta o exame.
Especialização, experiência e atualização tecnológica marcam o diferencial em prestação de serviços de eletroencefalografia clínica do NEURO SAPIENS.
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No frequency domain o sinal EEG é visto como uma função da freqüência, o que permite uma análise quantitativa do espectro de freqüências de que é composto. É uma nova forma de leitura do EEG, só tornada possível pelo computador, devido ao grande número de cálculos necessários em curto tempo.
Entre 1995 e 1999 foram divulgadas (Luccas e cols), na literatura especializada brasileira, as diretrizes para o exercício da eletroencefalografia quantitativa, preconizadas pela Sociedade Brasileira de Neurofisiologia Clínica (SBNC). Elas foram apresentadas em três capítulos, publicados em diferentes veículos e momentos. Foram fortemente influenciadas pelas guidelines da International Federation of Clinical Neurophysiology (Nuwer et al 1994). Até hoje, poucos serviços de eletroencefalografia clínica implementaram todas aquelas diretrizes.
O NEURO SAPIENS tem acrescentado tecnologia à sua prestação de serviços, balizado por aquelas diretrizes.
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Tradicionalmente, o exame EEG é realizado com o indivíduo em sono, ou acordado mas em repouso físico e mental. Esta rotina costuma ser acrescida das chamadas manobras de ativação, sendo mais freqüentemente utilizados o abrir e fechar de olhos, a hiperventilação e a fotoestimulação. A imobilidade do examinando foi sempre o grande recurso para evitar certo tipo de atividade espúria no traçado EEG, os chamados artefatos mecânicos.
Quando um exame, assim realizado, é utilizado na investigação de possíveis anormalidades neurológicas sutis, subjacentes a desordens cognitivas, a crítica mais contundente é a seguinte: "Se uma desordem cognitiva aparece quando o cérebro está envolvido nesta atividade cognitiva, de que adianta examiná-lo quando em repouso?". A resposta a esta crítica foi o surgimento da eletroencefalografia dinâmica.
A eletroencefalografia quantitativa computadorizada, com todo seu aporte tecnológico, permite, entre outras coisas, maior mobilidade do examinando, sem os indesejados artefatos mecânicos, tornando possível o registro EEG do indivíduo em ação, com seu cérebro em plena atividade cognitiva. Esta modalidade investigativa muito tem contribuído para a compreensão de como o cérebro processa a informação, concorrendo com os mais avançados métodos de imagem funcional.
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A literatura científica em neurofisiologia clínica é altamente produtiva. Muitos estudos bem desenhados têm oferecido parâmetros com nível de evidência científica suficiente para aplicação clínica de seus resultados, seja para caracterizar o que é considerado um perfil espectral normal em cada faixa etária, seja para caracterizar perfis espectrais sugestivos de determinadas desordens neurológicas ou neuropsiquiátricas.
Além da análise espectral, o estudo da coerência entre sinais EEG captados desde diferentes regiões do escalpo, dentro do mesmo hemisfério ou no hemisfério contralateral, tem sido apontado como indicador neurofisiológico seguro da condição funcional de circuitos neuronais cerebrais. Algoritmos matemáticos executados pelo computador levam a rapido resultado no estudo das coerências intra e inter-hemisféricas do eletroencefalograma.
O NEURO SAPIENS reuniu condições instrumentais e de inteligências física e matemática capazes de permitir a correlação de seus achados com os da literatura mundial especializada, com utilidade clínica considerável.
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