¿Qué es la EEG (electroencefalografía) y cómo funciona?

Tu cerebro dirige el espectáculo. Piense en la última vez que intentó resolver un crucigrama o que empezó a aprender un nuevo idioma. Recuerde la última vez que se despertó en medio de un sueño extraño o que tuvo que orientarse en una ciudad en la que nunca había estado.

Mientras piensa, sueña, ve y siente, su cerebro está constantemente activo, absorbiendo toda la información, compactando y volviendo a conectar los datos existentes, e integrando todo en una experiencia coherente. Para ti, esa experiencia constituye tu realidad.

Tu cerebro está vivo. Tu cerebro moldea la forma en que ves tu entorno, filtra o resalta los objetos y la información más relevante para ti. Crea sus propias historias basadas en tus pensamientos, emociones, deseos y experiencias, lo que en última instancia impulsa tu comportamiento.

En este artículo obtendrá una visión general básica del EEG y de su funcionamiento:

• El EEG mide la actividad eléctrica del cerebro
• Qué es el EEG y cómo funciona
• Cómo se pueden interpretar los datos del EEG
• Integraciones del EEG

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• Precios del EEG
• EEG y presentación de estímulos

El EEG mide la actividad eléctrica del cerebro

El cerebro está formado por miles de millones de células, la mitad de las cuales son neuronas, la otra mitad ayuda y facilita la actividad de las neuronas. Estas neuronas están densamente interconectadas a través de sinapsis, que actúan como puertas de entrada de la actividad inhibitoria o excitatoria.

Cualquier actividad sináptica genera un sutil impulso eléctrico denominado potencial postsináptico. Por supuesto, el estallido de una sola neurona es difícil de detectar de forma fiable sin contacto directo con ella. Sin embargo, cuando miles de neuronas se disparan en sincronía, generan un campo eléctrico lo suficientemente fuerte como para propagarse por los tejidos, los huesos y el cráneo. Finalmente, puede medirse en la superficie de la cabeza.

Piensa en esto como un constante estruendo de sutiles terremotos. Tomado por sí mismo, cada estallido podría ser demasiado pequeño para notarlo, pero si varios de ellos ocurren al mismo tiempo, en el mismo lugar y al mismo ritmo, todos se suman a un megaterremoto que será perceptible incluso a cientos de kilómetros de distancia.

¿Qué es el EEG y cómo funciona?

La electroencefalografía , o EEG, es el método fisiológico de elección para registrar la actividad eléctrica generada por el cerebro mediante electrodos colocados en la superficie del cuero cabelludo. Para una aplicación más rápida, los electrodos se montan en gorros elásticos similares a los gorros de baño, lo que garantiza que los datos puedan recogerse desde posiciones idénticas del cuero cabelludo en todos los encuestados.

A pesar de su nombre algo desalentador (y de su pronunciación), comprender lo esencial de la electroencefalografía es sorprendentemente sencillo:

Definición de electroencefalografía (EEG):

• Mide la actividad eléctrica generada por la actividad sincronizada de miles de neuronas (en voltios)
• Ofrece una excelente resolución temporal, lo que permite detectar la actividad dentro de las áreas corticales -incluso en escalas de tiempo de sub-segundos

Como las fluctuaciones de voltaje medidas en los electrodos son muy pequeñas, los datos registrados se digitalizan y se envían a un amplificador. Los datos amplificados pueden mostrarse entonces como una secuencia de valores de voltaje.

Las diferencias de precio en los sistemas de EEG suelen deberse al número de electrodos, a la calidad de la digitalización, a la calidad del amplificador y al número de instantáneas que el dispositivo puede tomar por segundo (ésta es la tasa de muestreo en Hz).

El EEG es una de las técnicas de imagen más rápidas que existen, ya que suele tener una alta tasa de muestreo. Hace cien años, el curso temporal de un EEG se trazaba en papel; hoy en día, los datos se muestran (afortunadamente) de forma digital como un flujo continuo de voltajes en una pantalla. Pero eso es sólo el principio: también hay que entender lo que nos dicen los datos.

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¿Cómo pueden interpretarse los datos del EEG?

Como el EEG monitoriza el curso temporal de la actividad eléctrica generada por el cerebro, se puede interpretar qué áreas del córtex son las responsables de procesar la información en un momento determinado:

Areas del cerebro y lo que hacen

1. Córtex occipital

El córtex occipital es el centro de procesamiento visual de nuestro cerebro, situado en la parte más posterior del cráneo. Aquí se procesan todas las cosas que vemos (aunque también se produce cierto procesamiento antes y después de que llegue la señal). Los experimentos de EEG con estímulos visuales (vídeos, imágenes) suelen centrarse en los efectos de las regiones occipitales.

1. Corteza parietal

La corteza parietal se encarga de integrar la información procedente de fuentes externas y la retroalimentación sensorial interna de nuestro cuerpo. La corteza parietal se encarga de fusionar todas estas fuentes de información en una representación coherente de cómo nuestro cuerpo se relaciona con el entorno, y cómo todas las cosas (objetos, personas) del entorno se relacionan espacialmente con nosotros. Las tareas que requieren movimientos de los ojos o de las manos, así como la coordinación ojo-mano, serían imposibles sin el córtex parietal, que también procesa, almacena y recupera la forma, el tamaño y la orientación de los objetos que se van a agarrar.

1. Córtex temporal

El córtex temporal se asocia con el procesamiento de la información sensorial a significados derivados, o superiores, utilizando memorias visuales, lenguaje y asociaciones emocionales. La corteza temporal izquierda está implicada en la comprensión del lenguaje escrito y hablado. Las regiones mediales (internas) son más activas durante la navegación espacial.

1. Corteza frontal

La parte frontal del cerebro humano es más grande en comparación con la mayoría de los demás mamíferos. Básicamente, la corteza frontal se ocupa de la función ejecutiva: nos ayuda a mantener el control, a planificar el futuro y a supervisar nuestro comportamiento. Aparte de las características regionales de dónde se origina cierta actividad eléctrica, también se puede analizar qué frecuencias impulsan principalmente la actividad en curso.

Las oscilaciones neuronales que se pueden medir con el EEG son visibles incluso en los datos brutos sin filtrar ni procesar. Sin embargo, la señal es siempre una mezcla de varias frecuencias base subyacentes, que se considera que reflejan ciertos estados cognitivos, afectivos o atencionales. Cuando el cerebro se encuentra en un estado determinado, los patrones de frecuencia cambian, lo que permite conocer los procesos cognitivos.

Gamas de frecuencia del EEG / Bandas de frecuencia

Delta (1 – 4 Hz)

• En los laboratorios del sueño, las ondas delta se examinan para evaluar la profundidad del sueño. Cuanto más fuerte es el ritmo delta, más profundo es el sueño. El aumento de la potencia delta (una mayor cantidad de registros de ondas delta) también se ha encontrado que se asocia con una mayor concentración en las tareas de la memoria de trabajo interno .
  

Theta (4 – 7 Hz)

• Theta se asocia con una amplia gama de procesamiento cognitivo como la codificación y recuperación de la memoria, así como la carga de trabajo cognitivo . Cuando nos enfrentamos a tareas difíciles (contar hacia atrás desde 100 en pasos de 7, o cuando recordamos el camino a casa desde el trabajo, por ejemplo), las ondas theta se vuelven más prominentes. Theta también se asocia con el aumento de los niveles de fatiga.
  

Alfa (7 – 12 Hz)

• Alfa siempre que cerramos los ojos y nos ponemos en un estado de calma, las ondas alfa toman el control. Los niveles alfa aumentan cuando se está en un estado de vigilia relajada. El entrenamiento de biorretroalimentación suele utilizar las ondas alfa para controlar la relajación. También están relacionadas con la inhibición y la atención.
  

Beta (12 – 30 Hz)

• Beta sobre las regiones motoras, las frecuencias beta se hacen más fuertes cuando planificamos o ejecutamos movimientos de cualquier parte del cuerpo . Curiosamente, este aumento de las frecuencias beta también es perceptible cuando observamos los movimientos corporales de otras personas. Nuestro cerebro parece imitar los movimientos de sus extremidades, lo que indica que existe un intrincado «sistema de neuronas espejo» en nuestro cerebro que está potencialmente coordinado por las frecuencias beta.
  
  

  Gamma (>30 Hz, típicamente 40 Hz)

• Gamma-Algunos investigadores sostienen que gamma refleja la concentración atenta y sirve como frecuencia portadora para facilitar el intercambio de datos entre las regiones del cerebro . Otros asocian la gamma con los movimientos oculares rápidos, los llamados microsacados, que se consideran parte integrante del procesamiento sensorial y la captación de información.

El análisis de los datos del EEG puede resultar bastante complicado. El procesamiento de señales, la detección y atenuación de artefactos, la extracción de características y el cálculo de métricas mentales como la carga de trabajo, el compromiso, la somnolencia o el estado de alerta requieren un cierto nivel de conocimientos y experiencia para identificar y extraer adecuadamente información valiosa de los datos recogidos.
El módulo de EEG de iMotions ofrece varias herramientas y capacidades para que pueda ponerse en marcha con la investigación de EEG rápidamente, y es capaz de llevar a cabo parte de este procesamiento de datos de forma automática. A continuación repasaremos las formas en las que el módulo de EEG puede ayudar a avanzar en la investigación.

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Datos y análisis de EEG

El análisis de los datos de EEG puede ser un proceso complejo, por lo que iMotions tiene varias características diseñadas para reducir la carga de este paso.

La asimetría alfa frontal, una medida utilizada como proxy de los sentimientos de aproximación o evitación, se utiliza normalmente para proporcionar una evaluación de lo atractivo o repelente que es un estímulo. Esto y la densidad espectral de potencia (PSD) se pueden calcular automáticamente en iMotions, y el código R utilizado para construir el análisis está totalmente disponible y es transparente.

Otros fabricantes, como ABM y Emotiv también pueden proporcionar la capacidad de calcular métricas propias – como los niveles de somnolencia o compromiso. Estas métricas también se incluyen en el software de iMotions, lo que le permite acceder fácilmente a información detallada.

También puede haber partes del análisis que desee excluir o examinar con más detalle. iMotions proporciona una herramienta de anotación que puede utilizarse en directo mientras se recopilan los datos o después de la recopilación. Es sencillo marcar los datos y seleccionar segmentos específicos para procesarlos o exportarlos.

Los datos, ya sean brutos, procesados o segmentados, pueden, por supuesto, exportarse en formatos fácilmente transferibles, permitiéndole llevar su análisis a la plataforma que prefiera. También hay información sobre el uso del ordenador, como los clics del ratón y las pulsaciones de las teclas, especialmente útil cuando se relaciona la interacción de los estímulos con los datos de los biosensores.

Integraciones de EEG

iMotions permite integraciones nativas con ocho auriculares de EEG diferentes de cuatro empresas líderes en hardware de EEG. Tanto si se desea recopilar datos de dispositivos de 32 canales de alta frecuencia de muestreo, como de dispositivos flexibles e inalámbricos de 24 canales, o medir la asimetría frontal con una diadema de 8 canales, iMotions ofrece soluciones sencillas para cada uno de ellos.

iMotions también ofrece la posibilidad de conectar múltiples y diferentes biosensores para crear un análisis más profundo del comportamiento humano. Los biosensores como los rastreadores oculares (basados en la pantalla, las gafas o la realidad virtual), el análisis de la expresión facial, el EDA, el ECG y el EMG (entre otros) pueden incluirse fácilmente en cualquier experimento.

Consulta: El estudio del comportamiento humano: Medición, análisis y comprensión

Los datos de estos sensores son complementarios: cada uno de ellos proporciona información novedosa sobre las expresiones emocionales, la excitación fisiológica o la atención visual del participante, que no está disponible si se considera únicamente el EEG.

También es posible conectar una variedad de otros sensores que no están integrados de forma nativa mediante el protocolo Lab Streaming Layer (LSL). Esto permite enviar datos de otros sensores a iMotions y sincronizarlos con otras fuentes de datos. Esto se complementa con la posibilidad de utilizar la API abierta para conectar esencialmente cualquier otro flujo de datos. Prácticamente cualquier dispositivo que produzca datos puede conectarse a iMotions, creando nuevas posibilidades de investigación.

Precios del EEG

Como ocurre con muchos dispositivos (y con la mayoría de las cosas en la vida): obtienes lo que pagas. Muchos de los dispositivos en los extremos superiores de la gama de precios son particularmente avanzados, dispositivos de grado de investigación que proporcionan una increíble sensibilidad, con un gran número de sensores también. Parte de la contrapartida es que se tarda más en recoger y analizar los datos, pero sean cuales sean sus necesidades, siempre es bueno hablar primero con los expertos.

Por eso hemos establecido la gama de precios que probablemente encontrará cuando busque el auricular de EEG que se adapte perfectamente a sus necesidades. Los precios específicos pueden ser difíciles de precisar, ya que algunos no son públicos, o pueden estar sujetos a descuentos académicos, y pueden fluctuar con los precios cambiantes de la moneda, entre otras razones.

Compruebe: Precios de los auriculares EEG – Una visión general de más de 15 dispositivos EEG

Hacer una elección entre los dispositivos es, por supuesto, mejor hacerlo con un experto a mano, y siempre estamos disponibles si desea discutir sus necesidades. A continuación encontrará la gama de precios de los auriculares de algunos de los principales fabricantes.

EEG y presentación de estímulos

Los experimentos rara vez son iguales, y esto se refleja en la diversidad de tipos de estímulos. iMotions permite, en una única plataforma, presentar prácticamente cualquier forma de estímulo, ya sean imágenes, vídeo, audio, juegos, páginas web, realidad virtual (RV), dispositivos móviles o en el mundo real (aunque hay aspectos que hay que tener en cuenta si se utiliza EEG en entornos dinámicos). Los dispositivos de EEG se sincronizan automáticamente con los estímulos, y cualquier otro dispositivo que pueda estar conectado – lo que le permite dejar que iMotions ejecute el experimento por usted.

Plataforma experimental completa

iMotions es un laboratorio conductual completo en un solo software – desde el diseño del experimento, la integración y sincronización de dispositivos, hasta la presentación de los estímulos, la recogida de datos, el procesamiento y la exportación. Dependiendo de sus necesidades iMotions también ofrece varias capacidades de análisis que pueden ayudar a agilizar el proceso experimental. Esto significa que no hay necesidad de una compleja y costosa configuración de software – todo el experimento puede ser controlado y llevado a cabo en iMotions.

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Cómo citar el artículo:

Bryn Franswoth, ¿Qué es la EEG (Electroencefalografía) y cómo funciona?, (FECHA DE ACCESO), Disponible: https://imotions.com/blog/what-is-eeg/.

Harmony, T. (2013). El significado funcional de las oscilaciones delta en el procesamiento cognitivo. Frontiers in Integrative Neuroscience.7:83 10.3389/fnint.2013.00083

Klimesch, W. (1999). Las oscilaciones alfa y theta del EEG reflejan el rendimiento cognitivo y de la memoria: una revisión y análisis. Brain Res. Rev., 29 (2-3), 169-195

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