Un viaggio nel sistema nervoso: le onde cerebrali

Nel cervello ogni momento è caratterizzato da infiniti processi bioelettrici. Un enorme numero di segnali viaggia continuamente da un neurone all’altro portando con sé determinate informazioni. Alcuni di questi segnali possono essere registrati e riportati su un elettroencefalogramma (EEG) come delle onde.

Sin dalla fine del 1800 si è iniziato a capire come le onde impresse in un EEG rappresentassero diverse attività cerebrali. Oggi l’elettroencefalografia è un elemento imprescindibile nello studio in campo neurologico poiché permette di analizzare meglio il sonno e diverse patologie cerebrali.

I diversi tipi di onde cerebrali

Nell’elettroencefalogramma di una persona normale sono state identificate quattro bande di frequenza, ognuna registrata in precise circostanze.

A fine ‘800 Hans Berger, un medico tedesco, iniziò a proporre l’associazione tra alcune attività cerebrali e precise tipologie di onde.

Leggi anche: Un viaggio nel sistema nervoso: il cervello

Quando una persona si trova in fase di veglia e con gli occhi chiusi il tracciato encefalografico è dominato dalla presenza della banda α, caratterizzata da onde di frequenza compresa tra gli 8 e 13 Hz ed un’ampiezza normalmente inferiore ai 50 microvolt (μV).

Nel momento in cui il soggetto apre gli occhi le onde α scompaiono per lasciare spazio alle β, delle onde a frequenza molto maggiore, fino a 30-35 Hz, ed ampiezza compresa tra 25 e 30 μV.

Durante la veglia, nel passaggio tra veglia e sonno e in alcune fasi del sonno sono registrabili le onde θ, caratterizzate da una bassa frequenza (4-8 Hz).

Durante il sonno, invece, sono evidenziabili le onde δ, delle onde a frequenza inferiore ai 4 Hz e di grande ampiezza (fino a 200 μV). La loro presenza in un tracciato di un adulto sveglio deve essere un segnale di allarme poiché sicuramente patologico.

Esistono anche dei ritmi a frequenza molto alta (intorno ai 40 Hz), denominati attività γ , che sono ritenuti la base della percezione e della coscienza.

Da dove originano?

Come abbiamo visto nel precedente capitolo sui neuroni, queste cellule comunicano tra loro attraverso segnali elettrici.

I dendriti di ciascun neurone ricevono moltissimi segnali eccitatori (EPSP) ed inibitori (IPSP).

Immaginiamo di avere davanti un dendrite e di potergli somministrare uno stimolo elettrico eccitatorio (EPSP). Nel punto in cui lo stimolo entra del dendrite si indurrà una depolarizzazione e quella regione risulterà elettronegativa. Successivamente la corrente fluirà lungo il dendrite fino a quando non lo abbandonerà in un punto di uscita. Questo punto sarà allora elettropositivo.

Si è creato quello che si definisce un dipolo i cui poli negativo e positivo sono rispettivamente nel punto di ingresso ed uscita della corrente.

Quando molti neuroni si trovano in sincronia si generano dei dipoli così grandi da poter essere registrati a distanza.

Le onde cerebrali originano dunque dai grandi neuroni piramidali della corteccia cerebrale, soprattutto da quelli degli strati più superficiali, dal momento che i dipoli provenienti da quelli posti più in profondità non riescono a raggiungere la superficie.

L’utilità delle onde cerebrali

Lo studio elettroencefalografico è ormai un punto centrale della neurologia. Poter valutare l’attività cerebrale permette di individuare delle alterazioni precise che possono indicare la presenza di una patologia. L’epilessia è certamente una delle patologie meglio studiate attraverso i tracciati EEG. Anche altre patologie, tra cui il morbo di Alzheimer e la schizofrenia, causano alterazioni valutabili con questo strumento.

Ti potrebbe interessare anche: Un viaggio nel sistema nervoso: il linguaggio

Non meno importante è la determinazione di una mancanza di attività cerebrale. Il cosiddetto encefalogramma piatto rappresenta una mancanza totale di attività elettrica. Un EEG piatto per 30 minuti, da ripetere due volte, è uno degli elementi utilizzati per la dichiarazione di morte cerebrale, valutazione che permette anche l’espianto degli organi.

Fonti:

1. F.Conti – Fisiologia medica;
2. Guyton e Hall – Medical Physiology