COERENZA FUNZIONALE EMISFERICA 3
CAPITOLO III: L’ANALISI ELETTROENCEFALOGRAFICA COMPUTERIZZATA.
Lo studio di un tracciato EEG, eseguito in termini meramente ispettivi, offre diverse difficolta’,
soprattutto se si considera che l’enorme quantita’ di informazioni ottenute in un periodo
relativamente corto da un canale EEEG e’ molto incrementata quando piu’ canali vengono registrati
simultaneamente.
Esiste quindi la necessita’ di estrarre dati piu’ rilevanti dalla grande massa di informazioni
disponibili, effettuando se possibile una analisi e quantificazione dei segnali EEG.
In epoca attuale, si e’ andata affermando la tecnica di registrazione ed analisi mediante sistemi
computerizzati. I problemi dell’analisi quantitativa si concentrano soprattutto attorno ai modelli
matematici sui quali possono essere basati i programmi di analisi.
Utilizzando piu’ canali, l’analisi dei dati e’ di tipo spazio- temporale, e fra le tecniche piu’
usate, possiamo ricordare l’Analisi della Frequenza (Trasformata di Fourier), L’Analisi del Periodo,
L’analisi dello Spettro di Potenza (molto simile alla Fourier), l’Analisi della Ampiezza, l’Analisi
della Coerenza (o della Sincronia).
Per ragioni pratiche, sarebbe corretto stabilire dei criteri per scegliere una forma di analisi
rispetto ad un’altra, soprattutto considerando il livello di ridondanza nell’informazione fornita
dalle diverse forme di analisi.
L’Analisi della Frequenza e’ basata sul fatto che qualsiasi complessa forma d’onda (come quella dei
segnali EEG) puo’ essere descritta matematicamente come la somma di infinite onde sinusoidali
regolari. Mediante un procedimento messo a punto dal matematico Fourier, diventa possibile ricavare
la composizione delle frequenza presenti in un segnale. Questa analisi e’ oggi molto utilizzata, ed
in combinazione con l’Analisi della Ampiezza, permette di ricavare la esatta qualita’ e quantita’
delle frequenze EEG che normalmente sono descritte per l’intervallo di frequenza 1-30 Hz.
Altre analisi piu’ recenti, sono il calcolo della Coerenza, che consiste nel calcolare il grado di
similitudine fra due segnali EEG (o fra qualsiasi coppia di segnali) con particolare riferimento
alla fase fra i due segnali.
Queste analisi permettono di conoscere se aree cerebrali vicine o lontane sono ” in fase fra di loro
” o lavorano in modo piu’ o meno asincrono.
Sono state sviluppate anche analisi ancora piu’ sofisticate, come le Reti Neuroniche ed altre
ancora, la cui utilita’ nel settore della analisi EEG e’ in fase di sperimentazione.
CAPITOLO IV: ALTERAZIONE DEI PATTERNS ELETTRO- ENCEFALOGRAFICI DI COERENZA FUNZIONALE EMISFERICA
IN PAZIENTI SCHIZOFRENICI. UNA RICERCA SPERIMENTALE.
Allo scopo di valutare eventuali anomalie dei patterns di coerenza funzionale emisferica nei
pazienti schizofrenici, e’ stata svolta presso il Laboratorio di Psicofisiologia Cognitiva della
Clinica Psichiatrica Universitaria di Catania, una ricerca sperimentale.
MATERIALI, SOGGETTI E METODI .
Le registrazioni sono state effettuate tramite uno strumento computerizzato, lo Psyco Olotester B95
(Attuale versione: Visual Energy) in un ambiente confortevole e privo di elementi di distrazione,
sia visivi (per esempio: eccessiva luminosita’) sia uditivi (sono state utilizzate cuffie anecoiche
per eliminare i rumori). Tutti i soggetti esaminati venivano sottoposti a questo esame alle ore 9
a.m. e riposavano su un lettino in una posizione tale fda non aversi artefatti dovuti a contrazioni
muscolari della nuca.
Gli artefatti sono dei segnali elettrici che non hanno a che vedere con la vera attivita’ EEG, ma
hanno origine dal attivita’ muscolare, specie i movimenti oculari, oppure del collo e della testa.,
oppure sono dovuti a disturbi ambientali, come un segnale residuo a 50 Hz causato da cattiva messa a
terra dell’impianto elettrico.
Artefatti da movimento: sulla superficie della testa sono presenti non solo i segnali dovuti alla
attivita’ del cervello, ma anche quelli causati dalla attivita’ dei muscoli degli occhi, del viso e
del collo. Infatti, ogni volta che un muscolo si contrae, vengono generati deboli segnali elettrici
che in parte cadono nella banda di frequenza dell’EEG. Per questo motivo, occorre per quanto
possibile, che il soggetto stia fermo ed in posizione comoda. I segnali dovuti ai movimenti oculari
sono particolarmente intensi nelle frequenze inferiori a 5 Hz e nella zona della fronte.
Artefatti dovuti ad un segnale residuo a 50 Hz: in tutti i luoghi in cui siano presenti i normali
fili elettrici percorsi dalla corrente a 220 volts, e’ sempre presente anche un campo
elettromagnetico disperso con frequenza di 50Hz, che si propaga in tutte le direzioni, ed e’
rilevabile anche alla distanza di molti metri dai cavi elettrici. L’intensita’ di questo campo e’
spesso molto piu’ grande dell’intensita’ dei segnali elettrici cerebrali, e gli elettrodi captano
questo disturbo assieme ai veri segnali elettroencefalografici.
Per ridurre questo disturbo, e’ necessario avere una ottima presa di terra nell’impianto elettrico,
ed allontanare tutte le fonti di interferenza elettromagnetica (telefonini etc.). Inoltre lo
strumento utilizzato dispone di filtri elettronici molto sofisticati in grado di sopprimere oltre il
99% del disturbo.
Infine il software utilizzato dallo strumento permette di valutare in ogni momento il livello di
disturbo residuo a 50Hz per ogni canale EEG, ed inoltre dispone di un procedimento di eliminazione
automatica degli artefatti, in modo da permettere la registrazione solo dei segnali EEG migliori.
REGISTRAZIONE DEI SEGNALI EEG.
Al fine di effettuare la registrazione dei segnali EEG, ogni soggetto veniva connesso a 4 elettrodi
d’argento a forma di coppetta (ricoperti di AgCl) per mezzo di una cinghia elastica, fissata sul
retro della testa con velcron.
Due elettrodi erano posizionati sui lobi frontali (circa 6 cm sopra l’occhio) nelle locazioni
denominate F1 e F2, ed altre due sui lobi temporali (locazioni T5 e T6) e due elettrodi di
riferimento erano posti sui lobi auricolari, utilizzando gli appositi elettrodi a pinzetta. Gli
elettrodi auricolari erano elettricamente interconnessi, quindi il riferimento era unipolare.
Per collegare gli elettrodi allo strumento, sono stati utilizzati cavetti standard extraflessibili
da 110 cm di lunghezza.
Tutti gli elettrodi erano impregnati con gel per assicurare un ottimo contatto elettrico fra pelle
ed elettrodo stesso.
Per registrare i dati, e’ stato utilizzato un programma che permette di registrare su computer i 4
canali EEG coi dati grezzi, e nello stesso tempo effettua la analisi in frequenza su ciascun canale
(fra 1 e 30 Hz) e calcola la coerenza fra le seguenti coppie di segnali: F1/F2, T5/T6, (coerenza
interemisferica) e F1/T5, F2/T6 (coerenza intraemisferica) ricordando che il termine interemisferico
= calcolo fra due punti di due emisferi diversi; Intraemisferico = calcolo fra due punti dello
stesso emisfero.
Il programma mostra in alto i segnali grezzi (presi su intervalli di 2 secondi a 120
campionamenti/secondo/canale); al centro sono mostrate le Analisi in Frequenza e la curva media nel
tempo della Analisi in Frequenza. Infine viene mostrata anche un’altra curva che rappresenta la
Sincronia fra due tracce EEG, con relativi valori numerici. La Sincronia e la Coerenza sono
matematicamente molto simili, ma non uguali.
La prima rappresenta un valore medio della coerenza calcolato su tutte le frequenza, mentre la
Coerenza e’ calcolata per ciascuna frequenza EEG. I valori della coerenza (Sincronia) possono
variare fra +1 e -1, convenzionalmente si puo’ moltiplicare tutto per 100, e quindi i valori
mostrati variano fra +100 e -100. Per esempio i valori normali della coerenza fra i due lobi in sede
frontale variano tipicamente fra 60 e 90 ad occhi chiusi.
A titolo di esempio, se due segnali sono identici, la loro coerenza ha valore 100, se sono casuali
l’uno rispetto all’altro, il valore medio della coerenza e’ zero, se sono uguali, ma in opposizione
di fase, ovvero un segnale aumenta e l’altro contemporaneamente diminuisce, allora la loro coerenza
e’ -100.
Una volta registrati tutti i dati, e’ possibile ottenere un grafico riassuntivo delle Analisi di
Frequenza e delle curve della Coerenza fra le 4 locazioni EEG. Inoltre e’ possibile avere tutti i
dati quantitativi numerici.
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