Aula Ritmos neurais versão SIGAA

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O que são os Ritmos Neurais?

- Flutuações Rítmicas de potenciais de campo elétricos Flutuações Rítmicas de potenciais de campo elétricos Flutuações Rítmicas de potenciais de campo elétricos Flutuações Rítmicas de potenciais de campo elétricos entre partes do cérebro, vistos no

entre partes do cérebro, vistos no entre partes do cérebro, vistos no

entre partes do cérebro, vistos no eletroencefalogramaeletroencefalogramaeletroencefalogramaeletroencefalograma (EEG

(EEG(EEG (EEG).(EEG).).). (EEG(EEG (EEG).).).).

- Se eletrodos são inseridos: Se eletrodos são inseridos: Se eletrodos são inseridos: Se eletrodos são inseridos: PotPotPotPot. Campo Locais (PLC, . Campo Locais (PLC, . Campo Locais (PLC, . Campo Locais (PLC, LFP

LFPLFP LFP).).).).

• ---- Produto de disparos sincronizados de redes de Produto de disparos sincronizados de redes de Produto de disparos sincronizados de redes de Produto de disparos sincronizados de redes de neurônios

neurôniosneurônios neurônios....

- Redes: base de funções neurais complexas: cognição, Redes: base de funções neurais complexas: cognição, Redes: base de funções neurais complexas: cognição, Redes: base de funções neurais complexas: cognição, linguagem, memória

linguagem, memória linguagem, memória

linguagem, memória processualprocessualprocessualprocessual

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S I N A L D E E E G – H I S T Ó R I C O

• Galvani vs Volta - bioeletricidade

• Caton - BMA para estudar eletricidade cerebral • Fritsch e Hitzig - estimulação Cx

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S I N A L D E E E G – H I S T Ó R I C O

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S I N A L D E E E G – H I S T Ó R I C O

• 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

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S I N A L D E E E G – H I S T Ó R I C O

• 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

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• Eletro encefalo grama

• É o registro da atividade elétrica cerebral, obtido através de eletrodos de

S I N A L D E E E G – C O N C E I T O

através de eletrodos de superfície, colocados sobre o couro cabeludo • ECoG

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• Eletro encefalo grama

• É o registro da atividade elétrica cerebral, obtido através de eletrodos de

S I N A L D E E E G – C O N C E I T O

através de eletrodos de superfície, colocados sobre o couro cabeludo • ECoG

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Conversão

Analógico-Digital

• Transforma Sinal Continuo em Discreto (pontos)

• Para que estes pontos representem o sinal,´e necessaria uma frequencia

minima de amostragem

• Teorema de Nyquist- Shannon • 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.

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Terra, Referencia e Ruídos

• Terra: para ter DDP.Comunica-se com todos os canais

• Referencias: auriculares: “sinal zero”, apenas ruido

• Ruido: variação aleatória tanto • 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.

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-Delta(δ) :Sono ; Do Tálamo

-Teta (θ): Corpos mamilares; septo ; 4-8 Hz.

Mnemotécnica: Tipos de Ritmo

-Alfa(α) δ: “entrar em alfa” (olhos fechados) lobo. 9-13 Hz. -Beta (β): Vigília; vista aberta. 13-20 Hz.

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Decomposição de

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SINAL DE EEG - TIPOS - SISTEMA 10/20

T1 C3 T3 T4 T2 C4 Cz Fpz Fp2 Fp1 A2 A1 F3 Fz F4 Nasion 10 % 20 % C3 T5 T3 T6 T4 P3 C4 Cz Pz P4 O2 Oz O1

Protuberância Occipital Externa

10 %

20 %

10 %

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S I N A L D E E E G – R I T M O S

• 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

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Sincronização e Amplitude

Se há maior sincronização, Há uma maior Há uma maior amplitude do sinal. Isso pode ocorrer nos diferentes ritmos.

“Ressonância neural”

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Hipóteses:

1)

1) Células “

Células “

Células “marcapasso

Células “

marcapasso

marcapasso”;

marcapasso

”;

Maestro e orquestra.

Células que disparam “espontaneamente”.

Geração dos Ritmos

Células que disparam “espontaneamente”.

2) Geração de ritmo por auto

2) Geração de ritmo por

auto----organização.

organização.

Ih– corrente marcapasso: excitatória; canais catiônicos estimulados por voltagem

– Neurotransmissão inibitória: mais que bloqueio de PA!.

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Padrões de Disparo: alta ∆

Freqüência de disparos:

Influência de íons Ca

++

_{e K}

+

extracelulares

Padrões de Disparo X Ondas

extracelulares

Canais de Ca

++

e K

+

: ativados por

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Atuação coordenada de

Neurônios excitatórios e

Inibitórios.

- Modelo mais simples

gerador de ritmos

Geração de Ritmos: Unidade Básica

gerador de ritmos

- Pressupões uma corrente

constante de entrada.

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Doenças Associadas a Ritmos Neurais.

-Quadros de esquizofrenia grave; -Epilepsias

-Transtornos de Sono -Estudos da Cognição

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S I N A L D E E E G – R I T M O S

Parasagital Fp1-F3 F3-C3 C3-P3 P3-O1 Fp2-F4 F4-C4 C4-P4 P4-O2 1 seg. 50 uV

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Registro de Ritmos Neurais em Animais

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Sistema

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S I N A L D E E E G – R I T M O S

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

(36)

S I N A L D E E E G – R I T M O S

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.

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S I N A L D E E E G – R I T M O S

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(40)

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(42)

S I N A L D E E E G – R I T M O S

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.

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S I N A L E E G - C O N S C I Ê N C I A

Estados

• Fisiológicos

- Vigília - SOL 1 2 3 - REM - SL (?)

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S I N A L E E G - C O N S C I Ê N C I A

Estados

• Fisiológicos

- Vigília - SOL 11 2 3 - REM

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S I N A L E E G - C O N S C I Ê N C I A

Estados

• Fisiológicos

• Patológicos

- Vigília - Coma - SOL Superficial 1 Profundo 1 Profundo 2 3 - Confusão - REM - Alucinação - SL (?) - Delírio

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S I N A L E E G - C O N S C I Ê N C I A

Estados

• Fisiológicos

• Alterados

• Patológicos

- Vigília - Química - Coma

- SOL LSD Superficial

1 - Comport. Profundo

2 yoga

3 hipnose - Confusão

- REM incorporação - Alucinação

- SL (?) - Mista - Delírio

xamanismo daime

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• Uma correlação expressa em função da freq. :

•

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

2

0 ≤

γ

_UV

( )

f

≤

1 COERÊNCIA E SINCRONIZAÇÃO DO EEG

•

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

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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.

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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.