Rappresentazione di un elettroencefalogramma sul cervello

L'elettroencefalogramma è un esame medico molto comune, finalizzato allo studio delle capacità elettriche del cervello umano. La nascita dell'elettroencefalografia (EEG) applicata all'uomo è del 1920 circa, quando per primo Hans Berger misurò una differenza di potenziale tra due elettrodi posti sullo scalpo.

Oggi assistiamo a software capaci di registrare il segnale elettrico di numerosi sensori, e dunque di "mappare" l'attività elettrica di tutto l'encefalo; il segnale EEG è un segnale complesso, la cui analisi viene divisa in analisi nel dominio del tempo e della frequenza. Le tecniche nel dominio del tempo sono principalmente volte alla quantificazione dei potenziali evento-relati (ERPs); tra esse la media temporale è la più utilizzata.

Su quali principi si basa il sul funzionamento dell'elettroencefalogramma?

Un fenomeno molto studiato con l'EEG è quello della desincronizzazione/sincronizzazione, che consiste nella variazione, in determinati range di frequenza, della normale attività oscillatoria dell'EEG di fondo in seguito a input sensoriali, cognitivi, motori autoindotti o legati a stimoli esterni. Dunque si può semplicisticamente affermare che l'attività elettrica del cervello, normalmente a riposo sincrona, si può desincronizzare in risposta a stimoli, fatto questo già documentato per la prima volta da Beck nel 1890 su un coniglio.

Cenni storici sull'elettroencefalogramma

Fu Berger che per primo nell'uomo identificò nell'elettroencefalogramma umano una componente oscillatoria visibile ad occhio nudo detta ritmo alpha presente a riposo che scompariva dal tracciato quando il soggetto era concentrato su un compito. Per decenni è stata diffusa la convinzione che il ritmo alpha rispondesse solo in termini di soppressione (o desincronizzazione).

Come funziona un elettroencefalogramma

Oggi invece si può affermare che quando  bisogna trattenere o controllare l'esecuzione di una risposta, il ritmo alpha presenta una sincronizzazione.

Esistono poi bande con caratteristiche diverse, come il ritmo beta, identificato da un aumento dell'attività elettrica cerebrale subito dopo lo svolgimento di un compito motorio. Ad oggi si conoscono negli studi di elettrofisiologia cerebrale diversi ritmi caratteristici dell'EEG umano.

  • Onde delta (1-4 Hz),
  • Onde theta (4-6 Hz),
  • Onde alpha (7-13 Hz),
  • Onde beta (14-30 Hz),
  • Onde gamma (30-70 Hz).

Il ritmo di fondo comune è quello alpha, con il soggetto è in stato di veglia rilassata ad occhi chiusi. Il ritmo alpha è molto variabile tra soggetti diversi, varia anche nel corso del ciclo di vita del soggetto, è dunque in funzione dell'età, aumentando la propria frequenza dalla nascita alla pubertà, per poi diminuirla con il passare degli anni. Un medico, nell'eseguire un EEG, deve posizionare gli elettrodi di registrazione sullo scalpo del paziente; questi elettrodi sono connessi attraverso cavetti al box-testina, dove sono presenti amplificatori elettrici in grado di misurare la differenza di potenziale esistente tra un elettrodo ed un punto di riferimento comune e di amplificare il valore di tale differenza rendendolo visibile. Il fattore di amplificazione è definito guadagno, espresso in scala logaritmica e misurato in decibel (dB).Dall'amplificatore il segnale bioelettrico giunge all'elettroencefalografo, per lo più rappresentato da un computer che si occupa di trasformare il segnale da forma analogica a forma digitale.

A cosa serve l'elettroencefalogramma

L'analisi dell'EEG può essere molto utile nello studio di molte patologie che possono interessare il cervello, fornendo informazioni utili sul suo stato di salute e sulla possibile presenza di anomalie, anche accessorie (tumori cerebrali, sclerosi mesiale, malformazioni vascolari, traumi cranici, patologie degenerative, epilessia, grande male o piccolo male, disturbi del ritmo sonno-veglia, alterazioni psicomotorie e comportamentali, disturbi del linguaggio, eccetera).

Diversi studi hanno dimostrato tuttavia che le informazioni fornite dall'EEG spesso non bastano a stabilire lo stato di salute del cervello analizzato. Ad esempio si può affermare che solo il 35% dei soggetti epilettici statisticamente ha anomalie specifiche alla prima registrazione EEG, mentre un altro 40% le presenta in registrazioni successive. Ciò significa che c'è un buon 15-20% di soggetti che alla analisi dell'EEG pur essendo degli epilettici non presentano anomalie.

Di qui dunque la necessità di integrare questo strumento con altri accertamenti in presenza di sofferenza di un paziente.