O que são os Ritmos Neurais?O que são os Ritmos Neurais?O que são os Ritmos Neurais?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,

LFPLFPLFPLFP).).).).

• ---- 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

neurôniosneurôniosneurôniosneurônios....

- 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

• DDP: diferença de potencial!; fio terra DDP: diferença de potencial!; fio terra DDP: diferença de potencial!; fio terra DDP: diferença de potencial!; fio terra

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

• Neminski - eletro cerebro grama

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

Neminsk (1913). Ein Versuch der Registrierung der elektrischen Gehirnerscheinungen. Zbl. Physiol., 27, 951-960.

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

• 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 desuperfície, colocados sobre o couro cabeludo

• ECoG

• 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 desuperfície, colocados sobre o couro cabeludo

• ECoG

SINAL DE EEG - ASPECTOS BIOLÓGICOS

SINAL DE EEG - ASPECTOS BIOLÓGICOS

SINAL DE EEG - ASPECTOS BIOLÓGICOS

SINAL DE EEG - ASPECTOS BIOLÓGICOS

SINAL DE EEG – EQUIPAMENTO

Conversão Analógico-Digital

• Transforma Sinal Continuo em Discreto (pontos)

• Para que estes pontos representem o sinal,´e necessaria uma frequenciaminima 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 evitaraliasing: alguns sinais nao serãoreconstruidos.

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.

SINAL DE EEG – EQUIPAMENTO

-Delta(δ) :Sono ; Do Tálamo

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

Mnemotécnica: Tipos de RitmoMnemotécnica: Tipos de RitmoMnemotécnica: Tipos de RitmoMnemotécnica: Tipos de Ritmo

-Alfa(α) δ: “entrar em alfa” (olhos fechados) lobo. 9-13 Hz.

-Beta (β): Vigília; vista aberta. 13-20 Hz.

-Gama (γ). Oscilações rápidas. 20 Hz.

Decomposição de Decomposição de Decomposição de Decomposição de Ondas Ondas Ondas Ondas Encefálicas Encefálicas Encefálicas Encefálicas

SINAL DE EEG - TIPOS - SISTEMA 10/20

T1

C3T3 T4

T2

C4Cz

Fpz Fp2Fp1

A2A1

F3 Fz F4

Nasion

10 %

20 %

C3

T5

T3

T6

T4

P3

C4Cz

Pz P4

O2OzO1

Protuberância Occipital Externa

10 %

20 %

10 %

20 %

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

Sincronização e AmplitudeSincronização e AmplitudeSincronização e AmplitudeSincronização e Amplitude

Se há maior

sincronização,

Há uma maior Há uma maior

amplitude do sinal.

Isso pode ocorrer

nos diferentes

ritmos.

“Ressonância

neural”

Hipóteses:Hipóteses:Hipóteses:Hipóteses:

1)1)1)1) Células “Células “Células “Células “marcapassomarcapassomarcapassomarcapasso”;”;”;”;

Maestro e orquestra.Maestro e orquestra.Maestro e orquestra.Maestro e orquestra.

Células que disparam “espontaneamente”.

Geração dos RitmosGeração dos RitmosGeração dos RitmosGeração dos Ritmos

Células que disparam “espontaneamente”.

2) Geração de ritmo por auto2) Geração de ritmo por auto2) Geração de ritmo por auto2) Geração de ritmo por auto----

organização.organização.organização.organização.

Ih– corrente marcapasso: excitatória; canais

catiônicos estimulados por voltagem

– Neurotransmissão inibitória: mais que bloqueio de

PA!.

Padrões de Disparo: alta ∆

Freqüência de disparos:

Influência de íons Ca++ e K+

extracelulares

Padrões de Disparo X OndasPadrões de Disparo X OndasPadrões de Disparo X OndasPadrões de Disparo X Ondas

extracelulares

Canais de Ca++ e K+: ativados por

voltagem, de maneira diferente.

Atuação coordenada de

Neurônios excitatórios e

Inibitórios.

- Modelo mais simples

gerador de ritmos

Geração de Ritmos: Unidade BásicaGeração de Ritmos: Unidade BásicaGeração de Ritmos: Unidade BásicaGeração de Ritmos: Unidade Básica

gerador de ritmos

- Pressupões uma corrente

constante de entrada.

Doenças Associadas a Ritmos Neurais.Doenças Associadas a Ritmos Neurais.Doenças Associadas a Ritmos Neurais.Doenças Associadas a Ritmos Neurais.

-Quadros de esquizofrenia grave;

-Epilepsias

-Transtornos de Sono

-Estudos da Cognição

S I N A L D E E E G – R I T M O SParasagital

Fp1-F3

F3-C3

C3-P3

P3-O1

Fp2-F4

F4-C4

C4-P4

P4-O2

1 seg.50 uV

Registro de Ritmos Neurais em AnimaisRegistro de Ritmos Neurais em AnimaisRegistro de Ritmos Neurais em AnimaisRegistro de Ritmos Neurais em Animais

Sistema Sistema Sistema Sistema PlexonPlexonPlexonPlexon: Mapas de Estado, PLC, Acelerômetro: Mapas de Estado, PLC, Acelerômetro: Mapas de Estado, PLC, Acelerômetro: Mapas de Estado, PLC, Acelerômetro

S I N A L D E E E G – R I T M O S

S I N A L D E E E G – R I T M O S

S I N A L D E E E G – R I T M O S

S I N A L D E E E G – R I T M O S

S I N A L D E E E G – R I T M O S

S I N A L D E E E G – R I T M O S

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: fromneural membranes to networks. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol.

79, 81-93.

S I N A L D E E E G – R I T M O S

Contreras et al. (1996). Control of spatiotemporalcoherence of a thalamic oscillation by corticothalamicfeedback. Science, 274, 771-774.

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

79, 81-93.

S I N A L D E E E G – R I T M O S

Amzica & Steriade (1997). The K-complex. Neurology, 49, 952-959.

S I N A L D E E E G – R I T M O S

S I N A L D E E E G – R I T M O S

S I N A L D E E E G – M A P A S

S I N A L D E E E G – R I T M O S

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 characteristicof the 40Hz response during sensory input. In Induced Rhythms in the Brain, EdsE. Basar and T. Bullock, pp. 147-154. Boston : Birkhauser.

S I N A L D E E E G – R I T M O S

S I N A L D E E E G – R I T M O S

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

Estados

• Fisiológicos- Vigília- SOL

1

23

- REM- SL (?)

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

Estados

• Fisiológicos- Vigília- SOL

11

23

- REM

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 Profundo1 Profundo2

3 - Confusão- REM - Alucinação- SL (?) - Delírio

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. Profundo1 - Comport. Profundo2 yoga

3 hipnose - Confusão- REM incorporação - Alucinação- SL (?) - Mista - Delírio

xamanismodaime

COERÊNCIA E SINCRONIZAÇÃO DO EEG

• Uma correlação expressa em função da freq. :

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

20 ( ) 1

UVfγ≤ ≤

COERÊNCIA E SINCRONIZAÇÃO DO EEG

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

• Independente da amplitude

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.

PL Nunez, BM Wingeier & RB Silberstein. Human Brain Mapping, 2001.

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.

PL Nunez, BM Wingeier & RB Silberstein. Human Brain Mapping, 2001.