Método dos potenciais evocados: tipos, conceitos básicos, descrição do procedimento

2024 Autor: Miguel Ramacey | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 06:26

A amplitude do potencial evocado tende a ser baixa, variando de menos de um microvolt a alguns, em comparação com dezenas de microvolts para eletroencefalografia (EEG), milivolts para eletromiografia (EMG) e muitas vezes perto de 20 milivolts para eletrocardiograma (ECG). A média de sinal geralmente é necessária para resolver esses potenciais de baixa amplitude em face de EEG, ECG, EMG e outros sinais biológicos e ruído ambiente em andamento. O sinal é cronometrado por estímulo e a maior parte do ruído é aleatória, permitindo que o ruído seja calculado sobre as respostas repetidas.

Impulsos e sinais

Sinais podem ser registrados a partir do córtex cerebral, tronco cerebral, medula espinhal e nervos periféricos. Normalmente, o termo "potencial evocado" é reservado para respostas envolvendo registro ou estimulação de estruturas no sistema nervoso central.sistemas. Assim, potenciais evocados nervosos motores ou sensoriais complexos usados em estudos de condução nervosa geralmente não são considerados potenciais evocados, embora se encaixem na definição acima.

Potenciais evocados sensoriais

Estes são registrados a partir do sistema nervoso central após estimulação sensorial, como potenciais evocados visualmente devido a uma luz intermitente ou um padrão de mudança em um monitor, potenciais auditivos evocados por um clique ou estímulo de tom apresentado através de fones de ouvido ou tátil ou potencial somatossensorial evocado por estimulação tátil ou elétrica de um nervo sensorial ou misto na periferia. Os potenciais evocados sensoriais têm sido amplamente utilizados na medicina diagnóstica clínica desde a década de 1970, bem como na monitorização neurofisiológica intraoperatória, conhecida como neurofisiologia cirúrgica. Foi graças a ela que o método dos potenciais evocados se tornou realidade.

Visualizações

Existem dois tipos de potenciais evocados em uso clínico generalizado:

• Potenciais evocados auditivos, geralmente registrados no couro cabeludo, mas ocorrendo ao nível do tronco encefálico.
• Potenciais evocados visuais e potenciais evocados somatossensoriais que resultam da estimulação elétrica de um nervo periférico.

Anomalias

Long e Allen relataram anomaliaspotenciais cerebrais (PEATE) evocados por potenciais auditivos em uma mulher alcoolista em recuperação da síndrome de hipoventilação central adquirida. Esses pesquisadores levantaram a hipótese de que o tronco cerebral de sua paciente foi envenenado, mas não destruído por seu alcoolismo crônico. O método dos potenciais evocados do cérebro facilita o diagnóstico dessas coisas.

Definição geral

Um potencial evocado é a resposta elétrica do cérebro a um estímulo sensorial. Regan construiu um analisador analógico da série Fourier para registrar harmônicos de potencial evocado em luz bruxuleante (modulada senoidalmente). Em vez de integrar produtos seno e cosseno, Regan alimentava sinais para um gravador de processador duplo através de filtros passa-baixa. Isso permitiu que ele demonstrasse que o cérebro havia atingido um estado estacionário, no qual a amplitude e a fase dos harmônicos (componentes de frequência) da resposta eram aproximadamente constantes ao longo do tempo. Por analogia com a resposta de estado estacionário de um circuito ressonante que segue a resposta transitória inicial, ele definiu o potencial evocado de estado estacionário idealizado como uma forma de resposta à estimulação sensorial repetitiva na qual os componentes de frequência da resposta permanecem constantes ao longo do tempo em amplitude e fase.

Embora esta definição implique uma série de formas de onda de tempo idênticas, é mais útil definir o método do potencial evocado (SSEP) em termos de componentes de frequência, que são uma descrição alternativa da forma de onda no domínio do tempo,uma vez que diferentes componentes de frequência podem ter propriedades completamente diferentes. Por exemplo, as propriedades da cintilação SSEP de alta frequência (que atinge o pico em cerca de 40-50 Hz) correspondem às dos neurônios magnocelulares descobertos posteriormente na retina do macaco, enquanto as propriedades da cintilação SSEP de frequência média (que atinge o pico em cerca de 15-20 Hz) correspondem aos dos neurônios parvocelulares. Como o SSEP pode ser totalmente descrito em termos de amplitude e fase de cada componente de frequência, ele é quantificado de forma mais exclusiva do que o potencial evocado transiente médio.

Aspecto neurofisiológico

Às vezes se diz que os SSEPs são obtidos através de estímulos de alta taxa de repetição, mas nem sempre isso é correto. Em princípio, um estímulo modulado sinusoidalmente pode induzir SSEP mesmo que sua taxa de repetição seja baixa. Devido ao rolloff de alta frequência do SSEP, a estimulação de alta frequência pode resultar em uma forma de onda SSEP quase senoidal, mas essa não é a definição de SSEP. Usando zoom-FFT para gravar SSEP com um limite teórico de resolução espectral de ΔF (onde ΔF em Hz é o recíproco da duração da gravação em segundos), Regan descobriu que a variabilidade fase-amplitude do SSEP pode ser bem pequena. A largura de banda dos componentes de frequência SSEP pode estar no limite teórico da resolução espectral até pelo menos 500 segundos da duração da gravação (neste caso 0,002 Hz). Tudo isso faz parte do método do potencial evocado.

Significado e aplicação

Este método permite que vários (por exemplo, quatro) SSEPs sejam gravados simultaneamente de qualquer local do couro cabeludo. Diferentes locais de estimulação ou estímulos diferentes podem ser marcados com frequências ligeiramente diferentes, que são quase idênticas às frequências cerebrais (calculadas usando o método do potencial evocado cerebral), mas são facilmente separadas por analisadores da série de Fourier.

Por exemplo, quando duas fontes de luz não proprietárias são moduladas em várias frequências diferentes (F1 e F2) e sobrepostas uma à outra, vários componentes de modulação cruzada de frequência não linear (mF1 ± nF2) são criados no SSEP, onde m e n são inteiros. Esses componentes permitem explorar o processamento não linear no cérebro. Marcando a frequência das duas grades sobrepostas, a frequência espacial e as propriedades de ajuste de orientação dos mecanismos cerebrais que processam a forma espacial podem ser isoladas e estudadas.

Estímulos de várias modalidades sensoriais também podem ser rotulados. Por exemplo, um estímulo visual piscou em Fv Hz e um tom auditivo apresentado simultaneamente foi modulado em amplitude em Fa Hz. A existência de um componente (2Fv + 2Fa) na resposta magnética cerebral evocada demonstrou uma área de convergência audiovisual no cérebro humano, e a distribuição da resposta sobre a cabeça possibilitou localizar essa área do cérebro. Recentemente, a marcação de frequência se expandiu da pesquisa de processamento sensorial para atenção seletiva e pesquisa de consciência.

Varredura

Método de varreduraé uma subespécie do método de potencial evocado vp. Por exemplo, um gráfico de amplitude de resposta versus tamanho do padrão de xadrez do estímulo pode ser obtido em 10 segundos, o que é muito mais rápido do que a média no domínio do tempo para registrar o potencial evocado para cada um dos vários tamanhos de controle.

Esquema

Na demonstração original desta técnica, os produtos seno e cosseno foram alimentados através de filtros passa-baixa (como na gravação SSEP) enquanto visualizava um circuito de teste fino cujos quadrados preto e branco trocavam seis vezes por segundo. O tamanho dos quadrados foi então aumentado gradualmente para obter um gráfico da amplitude do potencial evocado versus o tamanho do controle (daí a palavra "varrer"). Os autores subsequentes implementaram uma técnica de varredura usando software de computador para aumentar a frequência espacial da grade em uma série de pequenas etapas e calcular a média no domínio do tempo para cada frequência espacial discreta.

Uma varredura pode ser suficiente, ou pode ser necessário calcular a média dos gráficos em várias varreduras. A média de 16 varreduras pode melhorar a relação sinal-ruído do gráfico por um fator de quatro. A técnica de varredura tem se mostrado útil para medir processos visuais de adaptação rápida, bem como para registrar crianças, onde a duração é necessariamente curta. Norcia e Tyler usaram a técnica para documentar o desenvolvimento da acuidade visual esensibilidade ao contraste nos primeiros anos de vida. Eles enfatizaram que, ao diagnosticar o desenvolvimento visual anormal, quanto mais precisas as normas de desenvolvimento, mais claramente se pode distinguir entre anormal e normal e, para esse fim, o desenvolvimento visual normal foi documentado em um grande grupo de crianças. Por muitos anos, a técnica de varredura tem sido usada em clínicas de oftalmologia pediátrica (na forma de eletrodiagnóstico) em todo o mundo.

Benefícios do método

Já falamos sobre a essência do método do potencial evocado, agora vale a pena falar sobre suas vantagens. Esta técnica permite que o SSEP controle diretamente o estímulo que elicia o SSEP sem a intervenção consciente do sujeito experimental. Por exemplo, uma média móvel de SSEP pode ser arranjada para aumentar o brilho do estímulo quadriculado se a amplitude do SSEP cair abaixo de algum valor predeterminado e diminuir o brilho se subir acima desse valor. A amplitude do SSEP então oscila em torno deste ponto de ajuste. Agora o comprimento de onda (cor) do estímulo muda gradualmente. O gráfico obtido da dependência do brilho do estímulo no comprimento de onda é um gráfico da sensibilidade espectral do sistema visual. A essência do método dos potenciais evocados (PV) é inseparável dos gráficos e diagramas.

Eletroencefalograma

Em 1934, Adrian e Matthew notaram que mudanças potenciais no EEG occipital podiam ser observadas com estimulação luminosa. Dr. Cyganek desenvolveu a primeira nomenclatura para componentes do EEG occipital em 1961. No mesmo ano, Hirsch eseus colegas registraram o potencial evocado visualmente (PEV) no lobo occipital (externo e interno). Em 1965, Spelmann usou a estimulação do tabuleiro de xadrez para descrever o WEP humano. Shikla e colegas completaram uma tentativa de localizar estruturas na via visual primária. Halliday e colegas completaram os primeiros estudos clínicos registrando VEPs tardias em um paciente com neurite retrobulbar em 1972. Desde a década de 1970 até hoje, uma grande quantidade de pesquisas extensas foi feita para melhorar os procedimentos e teorias, e esse método também foi testado em animais.

Falhas

Estimulo de luz espalhada raramente é usado atualmente devido à alta variabilidade dentro e entre sujeitos. No entanto, esse tipo é vantajoso ao testar bebês, animais ou pessoas com baixa acuidade visual. Os padrões xadrez e treliça usam quadrados e listras claros e escuros, respectivamente. Esses quadrados e listras são iguais em tamanho e são apresentados um a um na tela do computador (como parte do método do potencial evocado).

A colocação do eletrodo é extremamente importante para obter uma boa resposta VEP sem artefatos. Em uma configuração típica (canal único), um eletrodo está localizado 2,5 cm acima do íon e o eletrodo de referência está localizado em Fz. Para uma resposta mais detalhada, dois eletrodos adicionais podem ser colocados 2,5 cm à direita e à esquerda da onça.

Método auditivo de potenciais evocados do cérebro

Ele podeusado para rastrear o sinal gerado pelo som através da via auditiva ascendente. O potencial evocado é gerado na cóclea, passa pelo nervo coclear, pelo núcleo coclear, pelo complexo oliva superior, pelo lemnisco lateral, pelo colículo inferior no mesencéfalo, pelo corpo geniculado medial e, finalmente, pelo córtex cerebral. É assim que funciona o método dos potenciais evocados do sistema nervoso central, realizado com a ajuda do som.

Potenciais evocados auditivos (AEPs) são uma subclasse de potenciais relacionados a eventos (ERPs). ERPs são respostas cerebrais que são limitadas no tempo a um evento, como um estímulo sensorial, um evento mental (reconhecimento de um estímulo alvo) ou pular um estímulo. Para AEP, um "evento" é um som. AEPs (e ERPs) são potenciais de voltagem elétrica muito pequenos originados no cérebro, registrados no couro cabeludo em resposta a um estímulo auditivo, como vários tons, sons de fala, etc.

Potenciais evocados auditivos de tronco encefálico são pequenos PEAs que são registrados em resposta a um estímulo auditivo de eletrodos colocados no couro cabeludo.

AEP são usados para avaliar a função auditiva e a neuroplasticidade. Eles podem ser usados para diagnosticar dificuldades de aprendizagem em crianças, ajudando a desenvolver programas educacionais especializados para pessoas com problemas de audição ou cognição. No âmbito da psicologia clínica, o método dos potenciais evocados é bastante utilizado.