La hemoencefalografía ( HEG ) es una técnica de neurofeedback relativamente nueva dentro del campo de la neuroterapia. El neurofeedback, una forma específica de biofeedback , se basa en la idea de que los seres humanos pueden alterar conscientemente su función cerebral a través de sesiones de entrenamiento en las que intentan cambiar la señal generada por su cerebro y medida a través de algún mecanismo de retroalimentación neurológica. Al hacerlo, los participantes aumentan el flujo sanguíneo cerebral a una región específica del cerebro, lo que aumenta la actividad cerebral y el rendimiento en tareas que involucran esa región del cerebro. [1]
Descripción general
Ambos enfoques de la hemoencefalografía, el infrarrojo cercano y el infrarrojo pasivo, son medidas indirectas de la actividad neuronal basadas en el acoplamiento neurovascular. El acoplamiento neurovascular es el mecanismo por el cual el flujo sanguíneo cerebral se adapta a la actividad metabólica. Cuando se utiliza una región de la corteza en una tarea cognitiva específica, la actividad neuronal en esa región aumenta, lo que aumenta la tasa metabólica local. Para mantenerse al día con las demandas nutricionales y de eliminación de desechos de una tasa metabólica más alta, el flujo sanguíneo cerebral al área cortical en uso debe aumentar proporcionalmente. Junto con el aumento de flujo, las moléculas de hemoglobina en la sangre, que son responsables del transporte y transferencia de oxígeno a los tejidos en todo el cuerpo, deben aumentar la cantidad de oxígeno que entregan a la región activada de la corteza, lo que resulta en una mayor nivel de oxigenación sanguínea. Esto también se conoce como respuesta hemodinámica .
Infrarrojo cercano (NIR)
Desarrollada por el Dr. Hershel Toomim, la hemoencefalografía del infrarrojo cercano mide los cambios en el nivel de oxigenación local de la sangre. Similar a la resonancia magnética funcional , que utiliza cambios en las propiedades magnéticas de la sangre resultantes de la oxigenación para formar una imagen de la actividad cerebral, NIR utiliza los cambios en la translucidez de la sangre resultantes de la oxigenación para generar una señal que puede manipularse conscientemente en sesiones de neurofeedback. En el nivel más básico, la hemoencefalografía NIR emite luz roja (660 nm) e infrarroja cercana (850 nm) en un área específica del cerebro, generalmente a través de la frente. Si bien el cráneo es en gran parte translúcido a estas longitudes de onda de luz, la sangre no lo es. La luz roja se utiliza como sonda, mientras que la luz infrarroja proporciona una línea de base relativamente estable para la comparación. Las células fotoeléctricas en un dispositivo espectrofotómetro que se usa en la frente miden la cantidad de cada longitud de onda de luz reflejada por el flujo sanguíneo cerebral en el tejido cortical activado y envían los datos a una computadora, que luego calcula la proporción de luz roja e infrarroja y la traduce a una señal visual correspondiente al nivel de oxigenación en una interfaz gráfica que el paciente puede ver. El nutriente clave monitoreado por NIR es el oxígeno. En NIR, a medida que aumenta la proporción de hemoglobina oxigenada (HbO 2 ) a hemoglobina desoxigenada (Hb), la sangre se vuelve cada vez menos translúcida y dispersa más luz roja, en lugar de absorberla. Por el contrario, la cantidad de luz infrarroja dispersada por la sangre es en gran medida impermeable a los cambios en el nivel de oxigenación de la hemoglobina. [2]
Infrarrojos pasivos (PIR)
Desarrollado por el Dr. Jeffrey Carmen, un psicólogo de práctica privada en Nueva York, la HEG infrarroja pasiva es una combinación de los principios clásicos de la hemoencefalografía empleados por Toomim y una técnica conocida como termoscopia. PIR utiliza un sensor similar al sensor NIR para detectar la luz de una banda estrecha del espectro infrarrojo que corresponde a la cantidad de calor que genera una región activa del cerebro, así como el nivel de oxigenación sanguínea local. El calor detectado por PIR es proporcional a la cantidad de azúcar que se quema para mantener el aumento de la tasa metabólica necesaria para impulsar la actividad neuronal elevada. La PIR tiene una resolución más pobre que la NIR y este tratamiento generalmente se enfoca en aumentos más globales en el flujo sanguíneo cerebral. [3]
Historia
El primer caso verdadero de neurofeedback ocurrió en 1963, cuando el profesor de la Universidad de Chicago Joseph Kamiya entrenó a un voluntario para reconocer y alterar la actividad de las ondas cerebrales alfa. Solo cinco años después, Barry Sterman realizó un estudio revolucionario en gatos a instancias de la NASA que demostró que los gatos entrenados para alterar conscientemente su ritmo sensoriomotor eran resistentes a dosis de hidracina que típicamente inducen convulsiones. Este hallazgo se aplicó a los humanos en 1971 cuando Sterman entrenó a un epiléptico para controlar sus convulsiones mediante una combinación de ritmo sensoriomotor y neuroterapia EEG hasta el punto de que obtuvo una licencia de conducir después de solo tres meses de tratamiento. Casi al mismo tiempo, Hershel Toomim fundaba los laboratorios de biofeedback Toomim y el instituto de investigación Biocomp sobre la base de un dispositivo conocido como Alpha Pacer que medía las ondas cerebrales. Después de décadas de trabajo con varios mecanismos de biorretroalimentación, Toomim tropezó accidentalmente con el control consciente del flujo sanguíneo cerebral en 1994. Desarrolló un dispositivo específico para esta medida que llamó un sistema de hemencefalografía de espectrofotometría infrarroja cercana, acuñando el término "hemoencefalografía", en 1997. Un usuario clínico de NIR HEG, Jeffrey Carmen, adaptó el sistema de Toomim para las migrañas en 2002 al integrar la biorretroalimentación térmica periférica en el diseño. Desde entonces, ambas técnicas se han aplicado a numerosos trastornos de la función del lóbulo frontal y prefrontal. Sherrill, R. (2004). [4]
Capacitación
Antes de entrenar con el dispositivo HEG, los pacientes reciben una prueba previa estandarizada, la mayoría de las veces la Prueba de Variables de Atención (TOVA), para evaluar el funcionamiento cognitivo inicial. Se hará un seguimiento del progreso del paciente utilizando la misma medida al principio y al final de cada sesión de neuroterapia. También se pueden realizar evaluaciones de tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT) antes y después del tratamiento, según el trastorno del paciente. Las sesiones de entrenamiento suelen durar entre 45 minutos y una hora, con descansos intermitentes. Al principio, todas las sesiones se realizan en la clínica de un proveedor de neuroterapia certificado (aunque ahora hay algunas opciones en el hogar disponibles) y comienzan con una frecuencia de 2 a 3 veces por semana. Dependiendo del paciente, la formación puede durar desde un par de meses hasta un par de años. La alta variabilidad en la actividad de la luz roja (gran rango de salida baja a alta) es típicamente característica de personas con problemas de la corteza prefrontal. La baja variabilidad se asocia con un funcionamiento más normal. La relación de refracción de la luz roja / infrarroja se muestra como una señal visual en un monitor de computadora y también puede traducirse en una señal auditiva en la que un tono más alto corresponde a una mayor oxigenación. Durante una sesión de entrenamiento de HEG, los pacientes intentan aumentar la señal generada por el sensor de HEG. El progreso se mide por una variabilidad reducida. [5]
Ventajas
Actualmente, las técnicas de neuroterapia más populares utilizan la electroencefalografía (EEG), que mide la actividad eléctrica del cerebro en lugar del flujo sanguíneo. Los defensores de la hemoencefalografía sostienen que la HEG tiene ventajas sobre el EEG, a saber:
- Señal que es más sencilla y estable que el EEG y, por lo tanto, más fácil de interpretar y más rápido de entrenar con
- Menos sujeto a artefactos externos, como ruido eléctrico o interferencia de señal debido al metal, porque HEG es una medida del flujo sanguíneo y no de la actividad eléctrica.
- Menos sujeto a los artefactos de la superficie, como los movimientos oculares y faciales
- Capaz de entrenamiento en casa debido al tamaño más pequeño y portátil del sensor y equipo de generación de señal [6]
Desventajas
Las principales limitaciones prácticas de HEG en comparación con EEG son:
- Debido a la interferencia del cabello, solo la frente o las regiones calvas del cuero cabelludo se pueden entrenar con la tecnología actual, mientras que las mediciones de EEG se pueden obtener desde cualquier parte del cuero cabelludo.
- Solo se puede entrenar un sitio a la vez usando la tecnología actual, mientras que el EEG se puede aplicar en cualquier lugar desde 1 hasta 19 sitios a la vez usando la tecnología actual.
Otras desventajas de la HEG reflejan las frustraciones actuales con la resonancia magnética funcional y se derivan de la naturaleza indirecta de ambas técnicas y de la dependencia de los patrones individuales de flujo sanguíneo cerebral:
- No se puede utilizar como comparación entre sujetos debido a las amplias variaciones en el flujo sanguíneo y el grosor del cráneo de una persona a otra.
- No se puede utilizar como medida temporal porque los cambios en el nivel de oxigenación de la sangre no son instantáneos.
- Las afirmaciones mecanicistas no están respaldadas ya que aún no se ha encontrado una relación causal inversa entre el aumento del flujo sanguíneo y la actividad neuronal [7].
Investigación prometedora
La mayor parte de la investigación en HEG se ha centrado en los trastornos de la corteza prefrontal (PFC), la región cortical directamente detrás de la frente que controla las funciones ejecutivas de alto nivel, como la planificación, el juicio, la regulación emocional, la inhibición, la organización y la determinación de causa y efecto. Se cree que la corteza prefrontal es esencial para todo comportamiento dirigido a objetivos y mediado socialmente. El PFC es un objetivo ideal para HEG debido tanto a su ubicación en el cuero cabelludo (detrás de la frente, donde no hay cabello que interrumpa la dispersión de la luz roja e infrarroja) como a la susceptibilidad de sus funciones primarias al aprendizaje.
Migrañas
La investigación con PIR se ha centrado casi exclusivamente en aliviar los dolores de cabeza por tensión y las migrañas. Un estudio de cuatro años de 100 pacientes con migraña crónica encontró que después de tan solo seis sesiones de entrenamiento de 30 minutos, el 90% de los pacientes informaron mejoras significativas con sus migrañas. Otro estudio realizado combinó las medidas de biorretroalimentación de EEG, hemoencefalografía y calentamiento térmico de manos durante tres sesiones semanales durante 14 meses. El 70% de los pacientes vieron una reducción del 50% o más en sus migrañas después de un tratamiento combinado de neuroterapia y medicamentos, en comparación con el 50% que solo se sometió a la terapia con medicamentos tradicionales. [8]
Autismo
El término autismo abarca una amplia gama de síndromes, como el trastorno de Rett, el trastorno generalizado del desarrollo (PDD) y el síndrome de Asperger, que se denominan colectivamente trastornos del espectro autista (TEA). Todos los que padecen TEA exhiben una comprensión y un desempeño deficientes de las habilidades sociales y comunicativas, impulsividad, dificultades con la atención y algún tipo de comportamiento obsesivo. Muchos pacientes con TEA tienen una inteligencia normal o superior a la normal, pero exhiben lecturas de EEG tremendamente anormales, que combinados con síntomas sinónimo de control ejecutivo deteriorado los convierten en los principales candidatos para la neuroterapia prefrontal céntrica. La gran cantidad de estudios que exploran la potencia de la neuroterapia como tratamiento para los TEA han involucrado principalmente EEG y QEEG, pero un estudio reciente investigó la eficacia del entrenamiento NIR y PIR contra un grupo de control solo QEEG y encontró que, según informes de los padres, aquellos en ambos grupos HEG experimentaron una disminución de más del 50% en los síntomas. Estos informes fueron respaldados por una disminución de la variabilidad del EEG y mejoras en las medidas del funcionamiento neurobiológico y neuropsicológico. Se descubrió que NIR tiene un mayor impacto en la atención, mientras que PIR tiene una mayor eficacia en los ámbitos de la regulación emocional y las interacciones sociales. [9]
desorden hiperactivo y deficit de atencion
Con muchos síntomas que recuerdan al TEA, el trastorno por déficit de atención con hiperactividad ( TDAH ) también ha sido un foco de investigación de HEG. En un estudio de caso típico, un adolescente con TDAH presentó lecturas de QEEG altamente anormales y puntuaciones de atención en pruebas neuropsicológicas. Después de solo diez sesiones de entrenamiento de HEG quincenales, obtuvo una lectura de QEEG completamente normal y mejoró significativamente las puntuaciones en las medidas de atención. Cabe destacar en esta investigación que las mejoras persistieron dieciocho meses después del tratamiento, lo que permitió al paciente reducir en gran medida la terapia farmacológica necesaria para que se desempeñara con éxito en la escuela y ofrecer una alternativa de tratamiento rápida y relativamente barata para los sistemas escolares y los padres de niños con TDA. / TDAH. [10]
Rendimiento cognitivo
Un gran grupo de investigadores encabezado por el Dr. Hershel Toomim y su esposa Marjorie han descubierto repetidamente que el entrenamiento NIR HEG puede mejorar conscientemente la oxigenación cerebral regional en áreas específicas del cerebro y dar como resultado un mayor rendimiento en tareas cognitivas. Es ampliamente conocido que el ejercicio cardiovascular regular da como resultado un aumento del flujo sanguíneo cerebral debido a una mayor vascularización de los capilares que alimentan el tejido neuronal. Toomim, Mize, Kwong et al. encontró que después de solo diez sesiones de 30 minutos de entrenamiento con ejercicios cerebrales con HEG, los participantes con varios trastornos neurológicos mostraron aumentos en la atención y disminuciones en la impulsividad hasta niveles normales. Un subconjunto de participantes también experimentó aumentos en la vascularización cerebral similares a los observados al aumentar la actividad física. Más importante aún, se encontró que el grado de mejora estaba relacionado de manera confiable con el puntaje TOVA inicial de cada participante, y los puntajes TOVA iniciales más bajos exhibían la mayor mejora. [11]
Otros
Además, HEG se ha mostrado prometedor para aliviar la depresión, el estrés y la ansiedad crónica. [12] También hay un trabajo realizado por el Dr. Luis Gaviria en el Hospital Las Américas, donde los pacientes de neurocirugía recibieron sesiones de HEG de 20 minutos, como parte de su proceso de rehabilitación. Estos pacientes mostraron una mejora en la reconexión con sus seres queridos, en comparación con sus contrapartes de control.
Referencias
- ^ Tinius, T. (2004). Nuevos desarrollos en hemoencefalografía del flujo sanguíneo. Hawthorne Press.
- ^ Toomim, H. (2000). Un informe de datos preliminares: QEEG, SPECT y HEG; Posiciones de tratamiento específicas para neurofeedback. Psicofisiología aplicada y biorretroalimentación, 25 (4), 253-254.
- ^ Carmen, J. (2004). Hemoencefalografía infrarroja pasiva: cuatro años y 100 migrañas. Revista de neuroterapia, 8 (3), 23–51.
- ^ Siever, D. (2008). Historia del biofeedback y neurofeedback: la historia de Hershel Toomim. Biofeedback, 36 (2), 74–81.
- ^ Demos, J. (2005). Empezando con el neurofeedback. WW Norton: Nueva York.
- ^ Sherrill, R. (2004). Efectos del entrenamiento hemoencefalográfico (HEG) en tres ubicaciones prefrontales sobre las relaciones de EEG en Cz. Revista de neuroterapia, 8 (3), 63–76.
- ^ Coben, R. y Padolsky, Ilean. (2007). Imágenes infrarrojas y neurofeedback: fiabilidad y validez inicial. Revista de neuroterapia, 11 (3), 3-12.
- ^ Stokes, DA y Lappin, MS. (2010). Neurofeedback y biofeedback con 37 migrañosos: un estudio de resultados clínicos. Funciones cerebrales y conductuales, 6 (9), 1–10.
- ^ Coben, R., Linden, M. y Myers, TE (2010). Neurofeedback para el trastorno del espectro autista: una revisión de la literatura. Psicofisiología aplicada Biofeedback, 35, 83-105.
- ^ Mize, W. (2004). Hemoencefalografía: una nueva terapia para el trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH): reporte de un caso. Revista de neuroterapia, 8 (3), 77–97.
- ^ Toomim, H., Mize, W., Kwong, PC, Toomim, M., Marsh, R., Kozlowski, GP, Kimball, M. y Rémond, A .. (2004). Aumento intencional de la oxigenación sanguínea cerebral mediante hemoencefalografía (HEG): una terapia de ejercicio cerebral eficaz. Revista de neuroterapia, 8 (3), 5-21. doi : 10.1300 / J184v08n03_02
- ^ Amén, D. y Routh, L. (2003). Curación de la ansiedad y la depresión. Putnam: Nueva York.