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Onda alfa

Ondas alfa Las ondas alfa , o ritmo alfa , son oscilaciones neuronales en el rango de frecuencia de 8 a 12 Hz [ 1 ] [ 2 ] que probablemente se originan a partir de la actividad ...

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Ondas alfa

Las ondas alfa , o ritmo alfa , son oscilaciones neuronales en el rango de frecuencia de 8 a 12 Hz [ 1 ] [ 2 ] que probablemente se originan a partir de la actividad eléctrica neuronal neocortical sincrónica y coherente ( en fase o constructiva), posiblemente involucrando células marcapasos talámicas . Históricamente, también se las conoce como "ondas de Berger" en honor a Hans Berger , quien las describió por primera vez cuando inventó el EEG en 1924. [ 3 ]

Las ondas alfa son un tipo de ondas cerebrales detectadas mediante métodos electrofisiológicos , como la electroencefalografía (EEG) o la magnetoencefalografía (MEG), y pueden cuantificarse utilizando espectros de potencia y representaciones tiempo-frecuencia de la potencia [ 4 ], como la electroencefalografía cuantitativa (qEEG). Se registran predominantemente en la región parieto-occipital del cerebro y fueron el primer ritmo cerebral registrado en humanos [ 5 ] . Las ondas alfa pueden observarse durante la vigilia relajada, especialmente cuando no hay actividad mental. Con los ojos cerrados, las ondas alfa son prominentes en las regiones parietales . El procesamiento atencional o las tareas cognitivas atenúan (reducen) las ondas alfa [ 6 ] .

Históricamente, se pensaba que las ondas alfa representaban el cerebro en estado de reposo, ya que son más fuertes durante el descanso y la vigilia tranquila. Más recientemente, se descubrió que las oscilaciones alfa aumentan en tareas exigentes que no requieren entrada visual. En particular, las oscilaciones alfa aumentan durante el mantenimiento (retención) de información presentada visualmente. [ 7 ] [ 8 ] Estos hallazgos dieron lugar a la noción de que las oscilaciones alfa inhiben áreas de la corteza que no están en uso, [ 9 ] y juegan un papel activo en la coordinación y comunicación de la red. [ 10 ] Si son inhibitorias o juegan un papel activo en la atención puede estar relacionado con su dirección de propagación. Posiblemente las ondas que se propagan de arriba hacia abajo sean inhibitorias, mientras que las ondas que se propagan hacia adelante reflejen procesos atencionales visuales ascendentes, [ 11 ] pero esta sigue siendo un área de investigación activa.

Investigación

Orígenes

El ritmo alfa humano tiene generadores fuertes en las áreas parieto-occipitales [ 12 ] [ 13 ] que pueden ser coherentes con fuentes en el pulvinar y el núcleo geniculado lateral . [ 14 ] También se generan en otras áreas neocorticales. Las oscilaciones en la banda alfa, llamadas ondas mu, se pueden encontrar sobre la corteza motora primaria . [ 15 ] Un estudio multielectrodo realizado en primates no humanos reportó oscilaciones alfa generalizadas en toda la neocorteza. [ 16 ]

Un estudio informó que la actividad alfa cortical precede a la actividad alfa pulvinar (talámica), desafiando las teorías predominantes sobre un marcapasos talámico. Basándose en registros intracraneales en pacientes epilépticos, se informó que la actividad alfa actúa dentro del sistema nervioso propagándose desde la corteza hasta el tálamo. [ 17 ] Aún queda por determinar si estos hallazgos se generalizan a participantes sanos.

Los modelos experimentales y computacionales explorados por Traub RD et al. sugirieron un origen específico de la lámina cortical y del subtipo de neurona principal para el ritmo alfa visual. [ 18 ]

Desarrollo

A partir del examen de pacientes con defectos visuales congénitos, se estableció que la existencia de una vía visual eficiente y completa es necesaria para el desarrollo de un patrón de actividad EEG normal. [ 19 ] Esta onda comienza a aparecer alrededor de los cuatro meses y tiene inicialmente una frecuencia de 4 ondas por segundo. La onda alfa madura, de 10 ondas por segundo, se establece firmemente a los 3 años. Otras investigaciones encuentran un aumento en la frecuencia alfa de aproximadamente 9 Hz a los cinco años hasta aproximadamente 12 Hz a los 21 años. Este cambio se ha vinculado a cambios en la radiación óptica y se correlaciona con una mejora en la percepción visual. [ 13 ] Las ondas alfa pueden ralentizarse después de un compromiso neuronal como el que ocurre en la encefalopatía hepática . [ 20 ]

Sueño y posibles tipos

Algunos investigadores plantean que existen al menos dos tipos de ondas alfa, que podrían tener funciones diferentes en el ciclo sueño-vigilia.

Las ondas alfa están presentes en diferentes etapas del ciclo sueño-vigilia. [ 21 ] La más estudiada es durante el estado mental relajado, cuando el sujeto está en reposo con los ojos cerrados, pero no cansado ni dormido. Esta actividad alfa se centra en el lóbulo occipital , [ 22 ] [ 23 ] aunque se ha especulado que tiene un origen talámico. [ 24 ]

La segunda aparición de actividad de ondas alfa se produce durante el sueño REM . A diferencia de la actividad alfa en estado de vigilia, esta se localiza en la región frontocentral del cerebro. Aún no se comprende completamente la función de la actividad alfa durante el sueño REM. Actualmente, existen argumentos que consideran que los patrones alfa son una parte normal del sueño REM y que indican un período de semiactivación. Se ha sugerido que esta actividad alfa está inversamente relacionada con la presión del sueño REM.

Se ha creído durante mucho tiempo que las ondas alfa indican un período de vigilia durante el sueño. Esto se ha atribuido a estudios en los que los sujetos informan de un sueño no reparador y presentan registros de EEG que muestran altos niveles de intrusión de ondas alfa durante el sueño. Este fenómeno se conoce como intrusión de ondas alfa. [ 25 ] Sin embargo, es posible que estas explicaciones sean engañosas, ya que solo se centran en la generación de ondas alfa en el lóbulo occipital.

Meditación

Se ha demostrado que la meditación de atención plena aumenta la potencia de las ondas alfa tanto en sujetos sanos como en pacientes. [ 26 ] Los practicantes de la Meditación Trascendental han demostrado una reducción de un hercio en la frecuencia de las ondas alfa en comparación con los controles. [ 27 ]

intrusión de ondas alfa

La intrusión de ondas alfa se produce cuando estas aparecen durante el sueño no REM, en lugar de cuando se espera actividad delta. Se hipotetiza que está asociada con la fibromialgia, ya que el aumento de la actividad alfa fásica durante el sueño se correlaciona con las manifestaciones clínicas de la fibromialgia, como una mayor duración del dolor. [ 28 ]

A pesar de esto, la intrusión de ondas alfa no se ha relacionado significativamente con ningún trastorno grave del sueño , incluido el síndrome de fatiga crónica y la depresión mayor . Sin embargo, es común en pacientes con fatiga crónica y puede amplificar los efectos de otros trastornos del sueño. [ 29 ]

Predicción errónea

Siguiendo esta línea de pensamiento sobre la falta de atención, un estudio reciente indica que las ondas alfa podrían usarse para predecir errores. En él, los MEG midieron aumentos de hasta un 25 % en la actividad de las ondas cerebrales alfa antes de que ocurrieran los errores. Este estudio se basó en el sentido común: las ondas alfa indican inactividad, y los errores suelen cometerse cuando una persona realiza una acción de forma automática, o "en piloto automático", sin prestar atención a la tarea que está realizando. Después de que el sujeto se percatara del error, se observó una disminución en las ondas alfa a medida que el sujeto comenzaba a prestar más atención. Este estudio espera promover el uso de la tecnología EEG inalámbrica en empleados de campos de alto riesgo, como el control del tráfico aéreo, para monitorear la actividad de las ondas alfa y evaluar el nivel de atención del empleado. [ 30 ]

Procesamiento de la información visual en la memoria

Un estudio ha demostrado que la aparición de un ritmo alfa con los ojos abiertos puede ser un predictor del procesamiento de información visual en la memoria de trabajo. [ 31 ] Se demostró que el momento de aparición de la actividad alfa depende del tipo de estímulo en la memoria y del número de características visuales (color, forma, etc.) que necesita retener. Los autores sugieren que la aparición del ritmo alfa con los ojos abiertos puede indicar una interrupción temporal del procesamiento de información visual en la corteza visual primaria en los momentos en que el sujeto analiza la imagen en la memoria visual. En estos momentos, la información se procesa en las áreas de asociación de la corteza visual (áreas hV4, V3v, VO1, VO2). [ 32 ]

Aprendizaje visual

Un estudio sugiere que un "paradigma de parpadeo visual para sincronizar a los individuos con su propio ritmo cerebral (es decir, la frecuencia alfa máxima)" puede dar como resultado un aprendizaje visual perceptivo sustancialmente más rápido , que se mantiene al día siguiente del entrenamiento.

En particular, el arrastre aceleró sustancialmente el aprendizaje en una tarea de discriminación para detectar objetivos incrustados en el ruido de fondo o para identificar patrones de Glass radiales frente a concéntricos incrustados en el ruido, en comparación con un arrastre que no coincide con la frecuencia alfa de un individuo. [ 33 ]

Historia

Muestra de EEG humano con ritmo alfa prominente en regiones occipitales.
Muestra de EEG humano con ritmo alfa prominente en regiones occipitales.

Las ondas alfa fueron descubiertas por el neurólogo alemán Hans Berger , inventor del electroencefalograma (EEG). Estas ondas fueron de las primeras documentadas por Berger, junto con las ondas beta , y mostró interés en el "bloqueo alfa", el proceso por el cual las ondas alfa disminuyen y las ondas beta aumentan cuando el sujeto abre los ojos. Esta característica le valió a la onda alfa el nombre alternativo de "onda de Berger".

Berger se inspiró en el fisiólogo ucraniano Vladimir Pravdich-Neminsky , quien utilizó un galvanómetro de cuerda para crear una fotografía de la actividad eléctrica del cerebro de un perro. Mediante técnicas similares, Berger confirmó la existencia de actividad eléctrica en el cerebro humano. Inicialmente, lo hizo presentando un estímulo a pacientes hospitalizados con daño craneal y midiendo la actividad eléctrica en sus cerebros. Posteriormente, abandonó el método de estimulación y comenzó a medir los ciclos eléctricos rítmicos naturales del cerebro. El primer ritmo natural que documentó fue el que se conocería como onda alfa. Berger fue muy minucioso y meticuloso en la recopilación de datos, pero a pesar de su brillantez, no se sintió lo suficientemente seguro como para publicar sus descubrimientos hasta al menos cinco años después de haberlos realizado. En 1929, publicó sus primeros hallazgos sobre las ondas alfa en la revista Archiv für Psychiatrie . Inicialmente, fue objeto de burla por su técnica de EEG y sus posteriores descubrimientos sobre las ondas alfa y beta. Su técnica y sus hallazgos no obtuvieron una amplia aceptación en la comunidad psicológica hasta 1937, cuando obtuvo la aprobación del famoso fisiólogo Lord Adrian , quien tenía un interés particular en las ondas alfa. [ 34 ]

Las ondas alfa volvieron a ganar reconocimiento a principios de las décadas de 1960 y 1970 con la creación de una teoría de biorretroalimentación relacionada con las ondas cerebrales (véase más abajo). Esta biorretroalimentación, denominada neurorretroalimentación , consiste en la inducción consciente de ondas cerebrales alfa por parte de un sujeto. Dos investigadores en Estados Unidos exploraron este concepto mediante experimentos independientes. Joe Kamiya, de la Universidad de Chicago, descubrió que algunos individuos tenían la capacidad consciente de reconocer cuándo generaban ondas alfa y podían aumentar su actividad alfa. Estos individuos fueron motivados mediante un sistema de recompensas diseñado por Kamiya. El segundo precursor de la biorretroalimentación es Barry Sterman, de la Universidad de California en Los Ángeles. Trabajaba con el monitoreo de las ondas cerebrales en gatos y descubrió que, cuando los gatos eran entrenados para inhibir el movimiento motor, liberaban ondas SMR o mu , similares a las ondas alfa. Mediante un sistema de recompensas, entrenó aún más a estos gatos para que alcanzaran este estado con mayor facilidad. Posteriormente, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos se puso en contacto con él para que probara los efectos de un combustible para aviones conocido por provocar convulsiones en humanos. Sterman probó los efectos de este combustible en gatos previamente entrenados y descubrió que estos tenían mayor resistencia a las convulsiones que los gatos no entrenados.

La biorretroalimentación de ondas alfa ha despertado interés por haber tenido cierto éxito en humanos para la supresión de convulsiones y para el tratamiento de la depresión. [ 35 ]

Las ondas alfa volvieron a despertar interés en relación con un enfoque de ingeniería para el desafío de la psicocinesis, es decir, el control del movimiento de un objeto físico mediante la energía que emana del cerebro humano. En 1988, el ritmo alfa del EEG se utilizó en un experimento de interfaz cerebro-computadora para el control del movimiento de un objeto físico, un robot. [ 36 ] [ 37 ] Fue el primer experimento en demostrar el control de un objeto físico, un robot, mediante EEG. [ 38 ] [ 39 ]

Véase también

Ondas cerebrales

Referencias

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