BIOELECTRONICA I 2011 UNIVERSIDAD DE IBAGUE

M.Sc. ING. LUISA FERNANDA GALLO S.

LABORATORIO DE ELECTROENCEFALOGRAFIA

(Adaptado de Labtutor)

En este experimento, se registrarán y analizarán electroencefalogramas (EEGs) de un voluntario para ver los efectos interferentes de diversas maniobras. Se examinará el efecto sobre las ondas alfa y beta producido por la apertura y cierre ocular, así como la presentación de estímulos acústicos o mentales.

Objetivos de Aprendizaje

Al final de este laboratorio podrá:

• Reconocer artefactos comunes en señales de EEG. • Identificar y cuantificar ondas alfa y beta. • Entender cómo la actividad mental y la estimulación auditiva cambian la actividad de

las ondas alfa.

Hans Berger, el pionero del registro de EEG

El primer equipo de registro de EEG de Berger

Configuración del Equipo

• Conecte el cable Bio Amp en la entrada Bio Amp del PowerLab.

• Conecte los cables conductores de los electrodos a Earth (Tierra), CH1 negativo y CH1

positivo, en el cable Bio Amp.

• Tenga en cuenta que el estándar de visualización para EEG es de 30mm/seg con 10 seg de

visualización de señal por cada pantalla

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Electrodos Frontales

• Conecte el electrodo frontal (negativo/blanco).

1. Con un lapicero, dibuje una pequeña cruz en la frente, justo por debajo de la línea

del cabello y unos cinco cm desde la línea media.

2. Raspe ligeramente la piel sobre la cruz con un gel o una esponja dermoabrasiva.

Este es un paso esencial, ya que disminuye la resistencia eléctrica de las capas exteriores de la piel y asegura un buen contacto eléctrico.

3. Si está utilizando pasta de electrodos, ponga un poco en sus dedos y extiéndala

sobre la marca en cruz. Presione el lado cóncavo (hueco) del electrodo firmemente

en la pasta.

4. Coloque el electrodo sobre la cruz y asegúrelo a la piel que le rodea con 5 a 8 cm de

cinta adhesiva.

5. Para evitar que el electrodo sea desprendido accidentalmente, use otro trozo de

cinta para asegurar el cable sobre la piel.

• Conecte el electrodo de tierra (verde) a la frente del voluntario, del mismo modo que lo hizo

con el electrodo frontal, sólo que al otro lado de la línea media.

Electrodo Occipital

• Coloque el electrodo occipital (positivo/blanco).

1. Ate una venda firmemente alrededor de la cabeza. Por la frente debe pasar entre las

cejas y los previamente instalados electrodos frontales. Por atrás, debe estar al nivel

de la parte más amplia del cráneo.

2. Tire la venda hacia abajo, 1-2 cm por la parte posterior de la cabeza. Aparte el

cabello del cráneo expuesto, unos pocos centímetros de la línea media, por el mismo

lado del electrodo frontal.

3. Con un lapicero, dibuje una cruz en la piel del cráneo expuesta.

4. Raspe ligeramente la piel sobre la marca con un gel o una esponja dermoabrasiva.

5. Si está utilizando pasta de electrodos, ponga un poco en sus dedos y extiéndala

sobre la marca en cruz.

6. Ponga el electrodo sobre la marca de tinta, mientras mantiene separado el cabello.

Empuje el electrodo suavemente contra el cráneo para asegurar un buen contacto.

7. Cuidando de no mover o desalojar el electrodo, suba el vendaje de modo de cubrir el

electrodo y mantener firmemente en su lugar.

8. Para prevenir que electrodo sea desprendido accidentalmente, sujete el cable al

exterior del vendaje con cinta adhesiva.

9. Verifique nuevamente que el electrodo esta presionado sobre la región marcada del

cráneo. Si es necesario, ajuste cuidadosamente el vendaje.

Instalación del Voluntario

• Permita al voluntario descansar sobre su espalda en una posición confortable, con la cabeza

girada de modo que ninguno de los electrodos sea perturbado o comprimido.

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• Verifique que todos los electrodos están correctamente conectados al voluntario y al cable

Bio Amp antes de comenzar.

EJERCICIO 1 ARTEFACTOS

Artefacto de Parpadeo

1. Gradúe la escala de tiempo en 10 s.

2. Haga clic en Iniciar. Pida al voluntario que parpadee repetidamente.

3. Observe al voluntario y registre un comentario cada vez que el voluntario parpadea.

Movimientos Oculares

1. Gradúe la escala de tiempo en 10 s.

2. Haga clic en Iniciar. Pida al voluntario que mire alternativamente a derecha e izquierda, de

forma repetitiva. El voluntario debe mantener la cabeza quieta durante estos movimientos.

3. Observe al voluntario y añada un comentario cada vez que los ojos se mueven.

Movimientos de la Cabeza

1. Gradúe la escala de tiempo en 10 s.

2. Haga clic en Iniciar. Pida al voluntario que gire la cabeza alternativamente a izquierda y

derecha, de forma repetitiva.

3. Observe al voluntario y añada un comentario cada vez que los ojos se mueven.

Artefactos ECG

1. Gradúe la escala de tiempo en 10 s.

2. Agregue una Canal ECG a la adquisición

3. Se observa como los picos QRS influye en el registro EEG. (En que tipo de derivaciones se

observa comúnmente?)

Análisis de los artefactos

1. Examine los registros utilizando la barra de desplazamiento en la parte inferior del panel de

LabTutor y ajustando la escala vertical.

2. Las verdaderas señales de EEG raramente exceden de +50 µV a -50 µV. Se deben buscar

señales grandes fuera del rango de ±50 µV que estén relacionadas con el parpadeo, los

movimientos oculares y de la cabeza. Estas señales grandes son artefactos. Si estas señales

no se ven, verifique la conexión de los electrodos, y si es necesario, retire y rehaga cualquier

conexión que parezca de dudosa calidad.

Hay tres causas corrientes de los artefactos que se han registrado:

1. La actividad electromiográfica de los músculos de la cara y el cráneo (por ejemplo, el

parpadeo, los movimientos de la cabeza).

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2. Potenciales derivados de la rotación de los ojos (señales electro-oculográficas o EOG).

3. Movimientos mecánicos de los electrodos, especialmente el occipital, cuya sujeción es

insegura debido al cabello.

Ejercicio 2: Ritmos Alfa y Beta

En esta parte del experimento se examinan las ondas alfa y beta (el ritmo alfa y beta) en el EEG, y el efecto que sobre sobre este ritmo produce el tener los ojos abiertos o cerrados.

Procedimiento:

1. Asegúrese de que el voluntario está relajado, descansando tranquilo y con ambos ojos

abiertos.

2. Haga clic en Iniciar

3. Escriba abiertos en el panel de Comentarios.

4. Después de 10 segundos, pida al voluntario que cierre los ojos. Inmediatamente haga clic en

Agregar para añadir el comentario al registro y continúe registrando. Escriba "abiertos" en el

panel de Comentarios.

5. Después de 10 segundos, pida al voluntario que cierre los ojos. Inmediatamente, haga clic en

Agregar para añadir el comentario.

6. Continúe registrando por algunos segundos y luego haga clic en Parar.

7. Repita este procedimiento por dos veces para tener tres conjuntos de resultados.

Sus datos de EEG deberían parecerse a los de la figura. Si es necesario, use Autoescala para aumentar el trazo.

Ondas alfa

Análisis RITMOS ALFA Y BETA

Utilizando los botones de Compresión Horizontal y la barra de desplazamiento, revise su registro buscando evidencias de cambios en la amplitud de las ondas alfa entre ojos cerrados y ojos abiertos. Observe también cualquier cambio en la actividad de las ondas beta.

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Las ondas alfa se reconocen por su amplitud y su desarrollo temporal. Usualmente tienen menos de 50 µV (aunque esto puede variar bastante de voluntario a voluntario). Cada ciclo de onda alfa debería durar casi exactamente 0,1 s tal como se muestra en este ejemplo.

• Si no se encuentran evidencias de cambio en la actividad alfa entre ojos cerrados y ojos

abiertos, verifique que está examinando registros tomados con el voluntario con los

cerrados.

• Si su registro consiste principalmente en artefactos de gran amplitud, podría ser necesario

re-instalar uno o más electrodos.

Ondas alfa

Ejercicio 3: Efectos de la Actividad Mental

En este ejercicio se examinará el efecto de una tarea aritmética mental sobre los ritmos alfa y beta con los ojos cerrados.

Procedimiento

1. Asegurarse de que el voluntario está relajado, descansando tranquilo y con ambos ojos

cerrados.

2. Asegurese de que está observando ritmo alfa.

3. Ajuste la escala de tiempo a 1min.

4. Haga clic en Iniciar y entre el comentario "cerrados".

5. Después de aproximadamente 30 segundos de ritmo alfa sostenido, dé al voluntario las

siguientes instrucciones:

o Cuando se le indique, comenzar a restar consecutivamente 7 partiendo de un

número arbitrario

por ejemplo, 100 - 7 = 93, 93 - 7 = 86, 86 - 7 = 79, etc...

o Instruir al voluntario de que solamente debe pensar la respuesta pero no decirla.

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6. Añadir el commentario "matemáticas" cuando se le instruya comenzar la aritmética mental.

7. Después de alrededor de otros 30 segundos de aritmética mental, instruir al voluntario de

detener los cálculos y relajarse.

8. Repita este procedimiento por dos veces para tener tres conjuntos de resultados.

Modificar la tarea aritmética mental para cada repetición.

Análisis

Identifique las ondas alfa y beta obtenidas con los ojos cerrados y sin aritmética (control) y cuando comienza la actividad aritmética. Repita ahora el análisis, tal como se hizo en el ejercicio 2.

1. Del primer registro, seleccione una porción en la que el voluntario haya estado con los ojos

cerrados y sin desarrollar ninguna actividad mental aritmética.

2. Arrastre las medidas calculadas de amplitud y frecuencia desde los paneles de Valores hasta

la celda adecuada en las tablas abajo.

3. Repita estos pasos para los tres registros de ojos cerrados, con y sin aritmética. Las tablas

mostrarán amplitudes y frecuencias promedio, junto con la desviación estándar (DE).

4. Una vez completado el análisis, use los botones de navegación bajo la tabla para ver una

gráfica de estas variables.

Ejercicio 4: Efectos de la Estimulación Auditiva

En este ejercicio de examinarán los efectos de diversos tipos y volúmenes de música sobre los ritmos alfa y beta, mientras los ojos están cerrados.

Procedimiento

1. Se necesitarán auriculares y un sistema para hacer escuchar música al voluntario.

2. Prepare los siguientes tipos de música para ser presentada al voluntario.

o Música suave (clásica), bajo volumen.

o Música suave (clásica), alto volumen.

o Música intensa (rock), bajo volumen.

o Música intensa (rock), alto volumen.

3. Asegúrese de que el voluntario está relajado y descansa tranquilo, con los auriculares

conectados y ambos ojos cerrados.

4. Haga clic en Iniciar y entre el comentario "cerrados".

5. Después de alrededor de 30 segundos registrando ritmo alfa sostenido, presente al sujeto el

primer tipo de música y añada un comentario adecuado

6. Después de otros 30 segundos de registro, detenga la música.

7. Continue registrando por algunos segundos y luego haga clic en Parar.

8. Repita este procedimiento para cada tipo y volumen de música.

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Análisis

Identifique las ondas alfa y beta obtenidas con los ojos cerrados (control) y para cada tipo de música presentada. Repita ahora el análisis, de la misma forma que se realizó para los ejercicios 2 y 3.

INFORME

Entregue un informe el Jueves 27 Octubre, en el que se consignen los resultados de la práctica realizada haciendo un análisis de las señales obtenidas. Las Ondas EEG encontradas en cada registro y los artefactos que se pueden diferenciar.