Vigilia y Sueño normal en EEG. Frecuencias y Ritmos.

El electroencefalograma (EEG) es una herramienta fundamental para el estudio de la actividad eléctrica cerebral. La interpretación de un EEG normal requiere valorar de forma sistemática la actividad de fondo, su frecuencia, amplitud, distribución topográfica, simetría, reactividad y los diferentes grafoelementos fisiológicos que aparecen durante la vigilia y el sueño. 
En este artículo se describen los principales hallazgos fisiológicos del EEG durante la vigilia y las distintas fases del sueño no REM (N1, N2 y N3) y del sueño REM.

Hallazgos NORMALES del EEG:

En un EEG normal debemos valorar fundamentalmente:
  1. ACTIVIDAD DE FONDO adecuadamente organizada.
  2. FRECUENCIA y TOPOGRAFÍA de la actividad cerebral. 
  3. SIMETRÍA INTERHEMISFÉRICA entre regiones cerebrales homónimas.
  4. REACTIVIDAD CORTICAL ante estímulos y cambios del estado de conciencia.
  5. GRADIENTES fisiológicos de frecuencia y amplitud.
  6. RITMOS y GRAFOELEMENTOS fisiológicos propios de la vigilia y del sueño, presentes y bien organizados.
  7. Las MANIOBRAS DE ACTIVACIÓN solo producen cambios fisiológicos.
  8. Ausencia de actividad epileptiforme o de alteraciones focales/patrones anormales. 
* Pueden presentarse VARIANTES FISIOLÓGICAS.

Elementos BÁSICOS a tener en cuenta:

ACTIVIDAD: Frecuencia + Topografía. 
RITMO: Frecuencia + Topografía + Amplitud + Lateralidad + Simetría + Reactividad + Modulación. 
FRECUENCIAS del EEG:
Delta, Theta, Alfa y Beta.

* Los límites de frecuencia y las características de los ritmos deben interpretarse teniendo en cuenta la edad, el estado de conciencia, la localización y las condiciones del registro. 

RITMOS del EEG:

Los ritmos cerebrales reflejan la actividad sincronizada de redes neuronales corticales y tálamo-corticales, moduladas por estructuras subcorticales y sistemas de activación. 

RITMOS

FRECUENCIA

AMPLITUD

ESTRUCTURA

LENTOS (No son ritmos de vigilia)

DELTA

0,5-4Hz

50-350 microvoltios.

Tálamo y Corteza cerebral.

Ritmo durante el sueño profundo y en niños menores de 1 año.

ESTADIO en que aparece:

  •            Es característico del sueño profundo, especialmente N3.
  •             Niños, especialmente menores de 1 año.

THETA

4-8 Hz

10-150 microvoltios.

Hipocampo.

Ritmo en Somnolencia y en niños mayores de 1 año.

ESTADIO en que aparece:

  •           Capacidades imaginativas, reflexión.
  •           Somnolencia inicial del sueño no REM.
  •           Más frecuente en niños mayores de 1 año.

RÁPIDOS

ALFA

8-13Hz

20-100 microvoltios.

Corteza cerebral.

Ritmo dominante de vigilia.

ESTADIO en que aparece:

  •             Física y mentalmente relajado pero despierto.
  •             Se bloquea o atenúa por actividad visual o mental.
* Su mayor representación está a nivel de la corteza occipital, pero también puede registrarse en la corteza somatosensorial (denominado RITMO MU) y la corteza temporal (llamado RITMO TAU).

BETA

13-30Hz

10-30 microvoltios.

Núcleos del tallo

Ritmo en regiones frontales durante vigilia.

ESTADIO en que aparece:

  •             Estado de alerta, concentración, consciente. 
  •       Suele predominar en regiones anteriores durante la vigilia. 
  •             Actividad Beta Generalizada: 7-10% de la población normal.
  •             Puede ser inducida por Barbitúricos.

GAMMA

>30-100Hz

< 20 microvoltios.

Núcleos del tallo

Ritmo durante la atención, memoria y procesamiento cognitivo.

ESTADIO en que aparece:

  •            Tareas de alto procesamiento cognitivo.

* Los ritmos beta y gamma aparecen cuando se desaparecen los husos de sueño y las oscilaciones lentas, como resultado de la activación de los núcleos del tallo y, por tanto, se asocian con el estado de vigilia o el sueño REM.

Su interpretación debe hacerse con cautela, ya que puede verse afectada por artefactos musculares y otras fuentes de actividad rápida. 

EEG NORMAL durante la VIGILIA:

Ritmo DOMINANTE POSTERIOR (RDP o ritmo ALFA):

En condiciones fisiológicas es la actividad predominante en las regiones parieto-occipitales, cuando la persona está despierta con ojos cerrados y en reposo (estado de vigilia quieta). Hasta un 5% de sujetos normales no presentan este ritmo. Su frecuencia en adultos está entre los 8 y 13 Hz, de allí que también adopte el nombre de ritmo alfa, al estar en el mismo rango de frecuencia. En niños, la frecuencia progresa con la edad hasta los 10 años. Es muy útil la regla de que a los 1, 3, 6 y 8 años el límite inferior normal es de 5, 6, 7 y 8 Hz respectivamente. En los ancianos existe una tendencia a disminuir progresivamente.

Ritmo posterior dominante (Gradiente postero-anterior).
Gradiente postero-anterior con frecuencias ALFA a nivel occipito-parietal y BETA en regiones frontales.

Uno de los principales elementos a evaluar es la Simetría interhemisférica. Es decir, que la frecuencia no tenga más de 1 Hz de diferencia entre el RPD del hemisferio izquierdo con respecto al derecho y que la Amplitud no tenga más de un 50% en un lado con respecto al otro. Debe tenerse en cuenta que es normal una ligera atenuación del RPD en las derivaciones izquierdas, debido a un mayor grosor del hemicráneo izquierdo en la mayoría de las personas.  Contrariamente, si la amplitud es mayor en el lado izquierdo, se acepta hasta el doble de diferencia de voltaje.

Ritmo BETA:

Es el ritmo predominante característico de las regiones frontales y fronto-centrales durante la vigilia. Su frecuencia en adultos está entre los 14 y 30Hz.

 

Ritmo ALFA

Ritmo BETA

Frecuencia

8-13 Hz.

14-30 Hz.

Amplitud

50 µV (Media: 20-60, hasta 100 µV).

25 µV (hasta 50 µV).

Modulación

Fusiforme (SINUSOIDAL).

Fusiforme.

Topografía

Posterior.

Anterior.

Lateralidad

Bilateral.

Unilateral.

Simetría

Simétrico.

Asimétrico.

Reactividad

Apertura palpebral

Movimiento del hemicuerpo contralateral.

Ondas LAMBDA:

Son transitorios fisiológicos que aparecen en vigilia con los ojos abiertos y el paciente está leyendo u observando una imagen. 

  • Modulación: ondas positivas de actividad difásica.
  • Morfología: LAMBDOIDEA
  • Topografía: Occipital. 
  • Simetría: Pueden ser simétricas o asimétricas. 

EEG NORMAL durante el SUEÑO:

Sueño No REM:

Es el sueño reparador donde se produce un funcionamiento fisiológico global de los tejidos y órganos. Abarca el 75% del sueño total de la noche. 
Durante el inicio de la fase no REM ocurre una disminución en la velocidad de activación de la formación reticular a nivel mesencefálico y de las neuronas colinérgicas mesopontinas, lo cual inhibe el estímulo excitador continuo hacia las neuronas tálamo-corticales; las cuales a su vez, experimentan una hiperpolarización progresiva que explica la profundización del sueño y el enlentecimiento fisiológico que ocurre en el trazado EEG. 

Etapa N1 del sueño No REM:

Es la primera fase del sueño y se caracteriza por la aparición de la SOMNOLENCIA, lo cual se reconocer por la desaparición del artefacto de parpadeo y la aparición de movimientos oculares lentos. A su vez, se evidencia una pérdida progresiva del RPD que coincide proporcionalmente con una atenuación difusa del trazado, predominantemente en el rango Theta. Por último, aparecen:

ONDAS POSITIVAS AGUDAS TRANSITORIAS OCCIPITALES DEL SUEÑO (POSTs)

Derivado del término en inglés Positive Occipital Sharp Transients.

Es una actividad que presenta una morfología aguda con deflexiones positivas que parecen objetos punzantes (NO SON GRAFOELEMENTOS EPILEPTIFORMES) o con apariencia de vela. Pueden presentarse aisladas o en brotes en regiones occipitales. Surgen durante el estado N1del sueño No REM, pero persisten en las siguientes etapas. 

Morfología

Electropositivas (Bi o Monofásicas). Triangulares.

Duración

Escasa.

Frecuencia

Aisladas (a veces intermitentes).

Amplitud

< 50 µV (microvoltios).

Distribución

Áreas posteriores (Occipital).

Reacción de fase

Bisincrónicas (a veces asimétricas e independientes).

Elementos fisiológicos de N1 del sueño no REM.
POSTs durante etapa N1 del sueño no REM.

ONDAS del VÉRTEX

Al igual que las anteriores presentan una morfología aguda, pero tienen carga negativa y su máxima amplitud ocurre a nivel de la región del vértex (Cz) y en ambas regiones centrales (C3, C4). Son descargas bilaterales de inversión de fase que aparecen desde los 5 meses de vida y marcan el inicio del sueño No REM. Pueden aparecer solas o en trenes de diferente amplitud. Aunque en ocasiones tienen morfología muy aguda NUNCA deben atribuirse a una naturaleza epileptiforme. 

Morfología

Electronegativas.

Duración

50-200 ms (milisegundos).

Frecuencia

Aisladas (a veces salvas de pocos componentes).

Amplitud

>100 µV (a veces asimétrica).

Distribución

Vértex (a veces Frontal, Parietal o Temporal).

Reacción de fase

Bisincrónicas.

Ondas de vértex en el EEG.
Ondas de Vértex con predominio central (C3 y C4) durante estado N1 del sueño No REM.

Etapa N2 del sueño No REM:

En esta etapa persisten los elementos de N1 (POSTs y las ondas de vértice) y aparecen los Husos de sueño y los Complejos K. 

HUSOS DE SUEÑO: característica del estadio N2

Se caracterizan por la aparición de ráfagas simétricas de ondas rítmicas con una morfología FUSIFORME, localizada en regiones centrales (C3, Cz, C4) o fronto-centrales. Es una actividad derivada del NÚCLEO RETICULAR TALÁMICO, aparecen desde los 2 o 3 meses de vida y son los elementos distintivos de la etapa N2 del sueño No REM (NO SE OBSERVAN NI EN SOMNOLENCIA NI EN SUEÑO PROFUNDO). Es importante mencionar el hecho de que al inicio del sueño pueden aparecer de forma asimétrica, pero la AUSENCIA de los HUSOS o ASIMETRÍAS en su formación o frecuencia debe considerarse un hallazgo ANORMAL.  

Morfología

Electronegativas.

Duración

Pocos segundos, entre 0,5 y 1,5 segundos (más prolongados con el uso de BDZ -  Benzodiacepinas)

Frecuencia

Esporádicas (11 a 16 Hz).

Amplitud

< 50 µV (usualmente 25 mV) aumenta en las regiones centrales.

Distribución

Generalizada (mayormente en regiones anteriores y centrales).

Husos de sueño en N2 del sueño no REM.
Husos de sueño simétricos durante etapa N2 del sueño no REM.

COMPLEJOS K: característica del estadio N2

Son episodios de despolarización-hiperpolarización que se visualizan como ondas bifásicas simétricas de gran amplitud y predominio en las regiones anteriores. Inicialmente tienen un componente negativo, seguido de uno positivo de menor magnitud (una o más ondas lentas). Es frecuente que le sigan husos de sueño. Se observan a partir de los 5 meses de vida y pueden precipitarse por estímulos acústicos o asociarse a una respuesta de despertar. 

Morfología

Onda Bi o Polifásica.

Duración

> 500 milisegundos.

Frecuencia

Aisladas.

Amplitud

> 75 µV (máximo voltaje en el vértex desde donde se difunde)

Distribución

Áreas centrales (a veces generalizada).

Reacción de fase

Bisincrónicos. Simétricos.

Elementos fisiológicos de etapa N2 del sueño no REM.
Complejo K y Huso de sueño durante etapa N2 del sueño no REM.

Etapa N3 del sueño No REM (Sueño de ONDAS LENTAS):

Se caracteriza por la aparición de un enlentecimiento generalizado con una actividad en rango DELTA, sincronizada, de gran amplitud y siguiendo una frecuencia de 0,5-2 Hz. El voltaje puede ser marcadamente elevado, sobre todo en jóvenes. Algunos fármacos como las Benzodiacepinas y los Barbitúricos, reducen la duración de esta etapa del sueño. 

La arquitectura de las dos etapas anteriores del sueño No REM (POSTs, Ondas de VÉRTEX, HUSOS de sueño y COMPLEJOS K) pueden mantenerse durante esta fase de ondas lentas, pero distintivamente son más desorganizadas.

Etapa de sueño REM (derivado del término en inglés, Rapid Eyes Movements):

Abarca entre el 20 y 25% del periodo total de sueño nocturno. En el sujeto normal, se presenta a los 70-10 minutos de haberse quedado dormido. 

Los MOVIMIENTOS OCULARES RÁPIDOS  (REM) son distintivos de esta etapa y se observan como ondas opuestas en regiones frontales, de contornos bien marcados y cuya pendiente ascendente es más rápida que la descendente. También son distintivos durante este periodo la ausencia de actividad muscular (ATONÍA FISIOLÓGICA DEL REM), exceptuando el diafragma o la musculatura ocular. 

Sueño paradójico o REM.
Etapa REM del sueño.

A esta fase se le denomina SUEÑO PARADÓJICO  debido a que se produce una  atenuación  marcada y difusa de las amplitudes, pero con un rango de frecuencias similar a la actividad cerebral durante el estado de vigilia (parecida al ALFA con movimientos oculares simétricos). Su frecuencia aumenta a lo largo de la noche, es donde ocurre la mayoría de la actividad onírica y pueden asociarse fluctuaciones respiratorias y cardiacas leves. 

¿Cómo interpretar un EEG normal?

La interpretación de un EEG normal debe realizarse de forma sistemática, valorando el estado de conciencia, la actividad de fondo, la frecuencia y organización del ritmo dominante, la simetría interhemisférica, la reactividad, los grafoelementos fisiológicos y la presencia de actividad epileptiforme o alteraciones focales. 

Preguntas frecuentes sobre el EEG normal (FAQ):

¿Qué es un EEG normal?

Es un registro electroencefalográfico cuya actividad de fondo, organización, simetría, reactividad y grafoelementos son compatibles con el estado de conciencia y la edad del paciente, sin hallazgos electroencefalográficos anormales relevantes. 

¿Cuál es el ritmo posterior dominante normal?

En el adulto suele encontrarse entre 8 y 13 Hz, con predominio posterior y atenuación ante la apertura ocular. 

¿Qué aparece en el sueño N2?

Los principales grafoelementos característicos son los husos de sueño y los complejos K.

¿Qué es el sueño N3?

Es el estadio de sueño de ondas lentas, caracterizado por una importante presencia de actividad delta de gran amplitud. 

¿Las ondas de vértex son epileptiformes?

No. Las ondas de vértex son grafoelementos fisiológicos del sueño, aunque su morfología puede parecer aguda. 

¿Los POSTs son epileptiformes?

No. Las POSTs son un grafoelemento fisiológico, predominantemente occipital, asociado al sueño. 

Referencias a consultar:

  • Koubeissi MZ, Azar NJ. Epilepsy Board Review. A comprehensive guide. Springer. 2017. DOI 10.1007/978-1-4939-6774-2
  • Ríos PL, Yacubian ME. El ABC de un buen registro electroencefalográfico. 2016. 

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