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Item Procesamiento espacio-temporal de señales eléctricas cerebrales(1988) Fernández-Mas, Rodrigo; Laboratorio de Neurofisiología. División de Investigaciones en Neurociencias. Instituto Mexicano de Psiquiatría. Calz. México-Xochimilco 101, Tlalpan 14370, México, D.F.E electroencefalograma (EEG) es considerado, desde el punto de vista matemático, como una señal aleatoria, ya que no puede ser descrito con relaciones matemáticas formales, sino tan solo a partir de términos probabilísticos o de promedios estadísticos. Existen varios métodos numéricos de análisis que pueden aplicarse tanto en el dominio del tiempo como en el de la frecuencia. Estos métodos pueden hacer patente determinado tipo de información incluida en la señal original y lograr así una descripción de ésta en el tiempo o en el espacio, es decir, describir su evolución temporal o espacial. Actualmente se ha dado especial importancia a los métodos espacio-temporales de análisis. Este tipo de análisis obtiene la evolución espacial de un componente específico, más la evolución temporal del mismo. En nuestro laboratorio se ha desarrollado un sistema de mapeo (R-BEAM) capaz de hacer mapas cerebrales mostrando la distribución topográfica en el dominio del tiempo o en el de la frecuencia, codificados con falso color. Este sistema consta de una computadora de laboratorio, un polígrafo de 16 canales y un programa llamado R-REAM (Real-time Electrical Activity Mapping) escrito en Pascal versión USCD y ensamblador del microprocesador 68000.Item Efecto de la estimulación del nervio vago sobre la epilepsia focal amigdalina en la rata(Instituto Nacional de Psiquiatría Ramón de la Fuente Muñiz, Calz. México-Xochimilco 101, Col. San Lorenzo Huipulco, Tlalpan, México, D.F. Tel. 4160-5000., 2004) Martínez, Adrián; López-Ruiz, Edith; Vega-Flores, Germán; Fernández-Mas, Rodrigo; Fernández-Guardiola, Augusto; Subdirección de Investigación en Neurociencias del Instituto Nacional de Psiquiatría Ramón de la Fuente; adrianmc@imp.edu.mxAntecedentes La estimulación del nervio vago (ENV) es una terapia anticonvulsiva que se usa en la epilepsia resistente al tratamiento farmacológico. Para encontrar el mecanismo de acción del efecto anticonvulsivo, se emplean diversos modelos experimentales. La epilepsia se induce en preparaciones agudas mediante la aplicación sistémica de un convulsivante, tópicamente en la corteza cerebral o en preparaciones crónicas mediante la estimulación eléctrica de la amígdala del lóbulo temporal. Pocos estudios han empleado la ENV en preparaciones crónicas con el modelo de epilepsia del lóbulo temporal. Por otro lado, en las crisis límbicas iniciadas en la amígdala participan los núcleos del complejo amigdalino, y en su propagación intervienen las áreas que tienen relaciones neuronales con éste. Esto influye en su desarrollo así como en la inhibición, por ejemplo, del ritmo theta hipocampal. Sin embargo, aún no se describe el efecto de la estimulación eléctrica del nervio vago sobre la frecuencia de las espigas, los estadios conductuales, el número de crisis y el ritmo theta hipocampal de un foco epiléptico inducido por penicilina en la amígdala del lóbulo temporal. Objetivo Estudiar el efecto de la estimulación del nervio vago sobre el inicio, la propagación, los estadios conductuales y la inducción o reducción experimental del ritmo theta hipocampal en la epilepsia focal amigdalina. Material y métodos Se utilizaron ratas macho de la cepa Wistar, que fueron implantadas con una cánula guía unida a un electrodo en la amígdala del lóbulo temporal, un electrodo al hipocampo dorsal, dos clavos epidurales en la corteza prefrontal, un electrodo flexible en los músculos laterales de la nuca y un electrodo en el nervio vago izquierdo a la altura de la laringe. Al término del periodo de recuperación postoperatoria (cinco días), los animales se dividieron en dos grupos de cinco. En el Grupo I se tomó un registró control de una hora e inmediatamente después se microinyectó penicilina G sódica (Pn) en la amígdala (50 unidades internacionales [UI] en 1 µl de solución salina). Una hora después de la aplicación de la Pn se inició la estimulación eléctrica del nervio vago (1.2-3.0 mA, pulsos de 0.5 ms y 30 Hz) durante 30 segundos, con intervalos de 15 minutos durante dos horas. En el Grupo II se realizó el mismo procedimiento, excepto que este grupo recibió la primera ENV antes de aplicar la penicilina. En ambos grupos, los mismos animales funcionaron como sus propios controles, se registró la actividad eléctrica cerebral y las señales eléctricas se registraron en una PC durante seis horas en ambos grupos. Resultados Efecto de la ENV sobre la latencia y la duración de las espigas. En el Grupo I, en la latencia en segundos se observó una disminución de 40% y un aumento de 15% en la duración en minutos. En el Grupo II, en la latencia se observó un aumento de 37% y una disminución de 40% en la duración. Efecto de la ENV sobre el estadio y el número de crisis. El Grupo I desarrolló los estadios III y IV de la escala de Racine y presentó más crisis. El Grupo II se mantuvo en los estadios I y II del desarrollo de la epilepsia, según la escala de Racine, y presentó menos crisis. Efecto de la ENV sobre la frecuencia de las espigas. En el Grupo I se observó un aumento significativo y sostenido de (P<0.05) en la frecuencia, durante el tiempo de registro. En el Grupo II se observó una disminución significativa de (P<0.05) en la frecuencia. Análisis espectral de la actividad eléctrica cerebral. El electroencefalograma es una herramienta para investigar la influencia de la ENV. El análisis espectral de la actividad eléctrica cerebral mostró en la amígdala y la corteza prefrontal una actividad eléctrica cerebral de alto voltaje con una frecuencia de entre 1-4 Hz, que predominó después de la inyección de Pn y durante todo el tiempo de registro. En el hipocampo se observó un aumento del ritmo theta hipocampal por la presencia de las espigas interictales. La ENV produjo una desincronización cortical que no se asoció con la inducción de la actividad theta hipocampal. En contraste con la ENV antes de la Pn (Grupo II), la ENV después de la Pn (Grupo I) indujo una respuesta facilitadora acompañada de actividad rítmica de alto voltaje en el electroencefalograma. Conclusión Antes de aplicar la Pn, se observó que la ENV producía un incremento en la latencia de aparición de las espigas en la amígdala, además de una reducción en la frecuencia de las espigas, una disminución del número de crisis e incluso la aparición exclusiva de los estadios tempranos I y II con respecto a la Pn sola. Estos resultados sugieren que la ENV amortiguó la sincronización epileptiforme, disminuyendo la frecuencia de las espigas, que más tarde se manifestó en el desarrollo de los estadios conductuales IV y V, así como un aumento del número de crisis. Una hora después de la aplicación de la Pn, la ENV tuvo un efecto proconvulsivante que se manifestó en un aumento de la frecuencia de las espigas y una inducción de estadios III y IV. La ENV no sólo es capaz de reducir la actividad epileptiforme, sino de inducir además un reclutamiento neuronal, que se manifiesta como una acción proconvulsivante en la expresión de las crisis. La ENV ejerce un efecto dependiendo de la excitabilidad del tejido. Este efecto corrobora la relación anatómica y fisiológica que existe entre las aferentes vagales, la amígdala del lóbulo temporal y la corteza cerebral dada por la sensibilización observada inicialmente en la amígdala y por la propagación que induce la aplicación tópica de la Pn como convulsivante. Por último, el efecto desincronizante inducido por la ENV sobre la actividad cortical alcanzó al ritmo theta hipocampal debido a que se observó una ligera disminución.Item Análisis espectral (3D) electroencefalográfico de los efectos de la inhalación de compuestos orgánicos volátiles industriales sobre el sueño y la atención en el humano(Instituto Nacional de Psiquiatría Ramón de la Fuente Muñiz, Calz. México-Xochimilco 101, Col. San Lorenzo Huipulco, Tlalpan, México, D.F. Tel. 4160-5000., 2002) Martínez, Adrián; Luna, Gustavo; Calvo, José María; Valdés-Cruz, Alejandro; Magdaleno-Madrigal, Víctor; Fernández-Mas, Rodrigo; Martínez, David; Fernández-Guardiola, Augusto; Subdirección de Investigación en Neurociencias del Instituto Nacional de Psiquiatría Ramón de la Fuente.Una serie de observaciones clínicas ha confirmado la presencia de drásticas alteraciones en el ciclo sueño?vigilia asociadas con la inhalación de solventes industriales. Los efectos psicotrópicos de estas sustancias abarcan también una diversidad de funciones en el ser humano tales como la capacidad para atender y responder con prontitud a los estímulos ambientales, y, además, la capacidad para estimar el tiempo. No se conoce con exactitud la naturaleza de tales trastornos, pero ha llegado a reconocerse que su valoración mediante el análisis visual y computarizado de la actividad eléctrica cerebral en el ser humano, tanto espontánea como provocada, permite obtener una mejor caracterización de estas modificaciones y ofrece una aproximación alternativa para explicar los mecanismos subyacentes a la psicotropicidad de los compuestos orgánicos volátiles. Las mezclas de estas substancias (que se encuentran en gran proporción en diversos productos industriales) son objeto de abuso por parte de sujetos inhaladores. Se carece de evidencia reciente que incorpore algunos avances tecnológicos y científicos en estudios sistemáticos bien controlados para evaluar los efectos psicotrópicos de los solventes volátiles. El tolueno induce cambios electrográficos y conductuales similares a la crisis de ausencia y, el benceno, cambios similares a las crisis parciales en humanos, seguidas por crisis tónico clónicas. En humanos la duración de los efectos de la inhalación es a menudo de varias horas. Ante esta problemática, nos hemos propuesto investigar los efectos que la inhalación de los compuestos orgánicos volátiles industriales tiene sobre el electroencefalograma (EEG) del ser humano (evaluado tanto polisomnográficamente como durante la ejecución de una serie de tareas en una prueba psicofisiológica de atención), y asociarlos con la psicotropicidad que poseen dichas substancias. En este estudio se informan los resultados de estudios en registros de sueño durante la noche, en un grupo de 24 jóvenes poliadictos, cinco mujeres y 19 hombres, con una edad promedio de 21.5 años; nueve de ellos menores de 18 años. Todos ellos fueron detectados por la Fundación "Ama la Vida", la cual es un centro contra las adicciones. El grupo control estuvo constituido por 24 jóvenes normales, cuatro mujeres y 20 hombres, con una edad promedio de 23.5 años. Todos los sujetos fueron sometidos a dos noches de registro de sueño, después de una noche de habituación en el mismo cuarto y cama. El polisomnograma fue normal en cinco sujetos (20.8%). El insomnio solamente se manifestó en seis sujetos (25%). La actividad motora con mioclonias e insomnio se observó en 11 sujetos (45.8%), y dos sujetos sufrieron crisis (8.3%). Un hombre de 31 años de edad con un historial de adicción de 19 años presentó actividad epileptiforme en forma de complejo punta onda. Otro sujeto, una mujer de 19 años de edad con un año de adicción a solventes y otras drogas, incluyendo cocaína, presentó actividad electroencefalográfica del patrón punta-onda, con una frecuencia de tres por segundo. Se observó un aumento en el tiempo total de la fase de vigilia y de sueño delta en los sujetos adictos, así como una disminución significativa de la fase de sueño de ondas lentas II y sueño de movimientos oculares rápidos. Todos estos cambios polisomnográficos también fueron analizados espectralmente en tres dimensiones para mostrar la evolución en el tiempo, con lo cual tenemos la capacidad de evaluar los ritmos no estacionarios en una frecuencia entre 14-16 c/s como son los husos de sueño. El promedio del tiempo de reacción (TR) en el grupo de adictos fue de 419.9 ± 114.7 milisegundos. Mientras que en el grupo control fue de 277.6 ± 94.2 milisegundos. En este trabajo se muestran los diferentes rasgos característicos del EEG y la conducta, originados por la acción neurotóxica de la inhalación de solventes orgánicos; en el EEG se observó una lentificación de éste y la presencia de espigas en las áreas del lóbulo temporal, en la conducta se observó insomnio, hipermotilidad y un aumento en la latencia en el tiempo de reacción. Las alteraciones del EEG se deben a un aumento de los procesos inhibitorios como una respuesta a la excitación, la actividad epileptiforme es inducida por la sensibilización del SNC por el uso frecuente de solventes; el insomnio se presenta por la deficiencia en la transmisión serotoninérgica del área preóptica. La hipermotilidad y el aumento en el tiempo de respuesta a las alteraciones corticales en el control motor y la atención son causadas por la deficiencia en la neurotransmisión o por la reducción de los receptores en estas áreas corticales.Item Efecto de la naloxona sobre un foco epiléptico inducido por penicilina en la amígdala del lóbulo temporal de gatos. EEG y registros polisomnográficos de 23 horas(Instituto Nacional de Psiquiatría Ramón de la Fuente Muñiz, Calz. México-Xochimilco 101, Col. San Lorenzo Huipulco, Tlalpan, México, D.F. Tel. 4160-5000., 2002) Martínez, Adrián; Fernández-Mas, Rodrigo; Valdés-Cruz, Alejandro; Magdaleno-Madrigal, Víctor; Fernández-Guardiola, Augusto; Subdirección de Investigación en Neurociencias del Instituto Nacional de Psiquiatría Ramón de la FuenteSe sabe que la actividad epiléptica modifica el sistema de los opioides endógenos, aumentando su concentración en la terminación de las fases ictal y postictal. Por otra parte, se sabe del efecto inhibidor que tiene la estimulación de los receptores opioides m en la formación reticular pontina sobre el sueño MOR. También es conocido el efecto excitador cortical de los opioides, que genera una desincronización sobre el electroencefalograma (EEG) y suprime el sueño de ondas lentas y el sueño MOR. Así, en las observaciones clínicas y experimentales llevadas a cabo en modelos animales surge una íntima relación entre la epilepsia y el sueño, debido a que la actividad epiléptica se facilita durante el sueño de ondas lentas y se inhibe durante el sueño de movimientos oculares rápidos (MOR). Como consecuecia de nuestro trabajo y de los resultados arriba mencionados, el objetivo del presente estudio es analizar el efecto de la naloxona sobre la actividad epiléptica inducida por penicilina g sódica (Pn) en la amígdala del lóbulo temporal (AM), en el EEG y en registros polisomnográficos de 23 horas en gatos. Las variables consideradas fueron las siguientes: a) latencia, amplitud y duración de las espigas interictales en el EEG, y b) los cambios en la organización de sueño provocados por la actividad epiléptica. Se observaron dos efectos producidos por la naloxona: el primero, sobre la epilepsia y el sueño, y el segundo sobre el ciclo sueño-vigilia, en condiciones control. Se obtuvieron registros en diferentes situaciones. El grupo I recibió microinyecciones de solución salina en amígdala (control n=28), el grupo II recibió microinyecciones de Pn en amígdala (n=40), el grupo III recibió microinyecciones de Pn en amígdala más naloxona IP (n=20) y el grupo IV recibió únicamente naloxona vía IP (n=8). Los registros se calificaron manualmente y se capturaron por medio del programa computacional Winsleep (para plataforma Windows), para obtener la estadística descriptiva de cada estadio (número total, tiempo total, duración promedio en minutos, porcentaje y latencia). Los datos numéricos fueron analizados con la prueba t-student para dos grupos independientes. Los cambios producidos por la Pn más naloxona fueron una facilitación de la posdescarga (un aumento de la amplitud y de la frecuencia), estabilizándose entre 10-15 minutos; en ocasiones aparecieron crisis focales. En la organización del ciclo sueño-vigilia se observó una disminución en el tiempo total de la vigilia (V), una disminución en el tiempo total del sueño de ondas lentas I (SOL-I), un aumento del tiempo total del sueño de ondas lentas II (SOL-II) y una disminución en la latencia del primer sueño de movimientos oculares rápidos (MOR) (en comparación con la Pn sola). Los cambios inducidos por la naloxona sola fueron una desincronización prolongada del EEG, caracterizada por un aumento de la vigilia, una disminución del SOL-I, del SOL-II y del sueño MOR. Los datos obtenidos en este trabajo muestran el efecto facilitador de la naloxona sobre la actividad epiléptica, en la amplitud y frecuencia de la posdescarga, así como un aumento del SOL-II y una disminución de la latencia del sueño MOR; en el caso del ciclo sueño-vigilia en condiciones control, se muestra una disminución del SOL-I y II, aunado a un aumento en la vigilia. Nuestros resultados sugieren que la administración de naloxona bloquea el efecto inhibidor de los opioides (liberados en la amígdala por la aplicación de Pn) sobre la instalación del sueño MOR y una activación de los mecanismos de inducción del SOL-II. Esto plantea la posibilidad de que mecanismos inhibidores encefalinérgicos controlen la aparición del sueño MOR, pero esto no se ha dilucidado aún.Item Visualización gráfica de las transiciones de las fases del sueño en el hombre: métodos de representación tridimensional(1998) Fernández-Mas, Rodrigo; Valdés, Alejandro; Martínez, Adrián; Magdaleno, Víctor; Almazán, Salvador; Martínez, David; Fernández-Guardiola, Augusto; División de Neurociencias. Instituto Mexicano de Psiquiatría. Calz. México-Xochimilco No. 101, San Lorenzo Huipulco, 14370, México, D.F.El método tradicional para analizar el electroencefalograma (EEG) durante el sueño se ha basado en la inspección visual, hoja por hoja, de los registros de varias horas de sueño de los sujetos, hombres o animales experimentales. Muchas de las características eléctricas pueden ser detectadas y analizadas utilizando este método, pero otras no. Esto se debe a que la inspección visual es un método en el dominio del tiempo, en el cual no son evidentes las frecuencias embebidas en el trazo, ni las relaciones de fase entre eventos electrográficos. En el EEG visualizado pueden medirse algunas características relacionadas con el dominio de la frecuencia, pero sólo en una forma elemental, es decir, la frecuencua y forma de una onda en particular. Pero los cambios sutiles en la fase y las desviaciones ligeras en las frecuencias escapan a la vista del observador. Otro obstáculo en lainspección visual del EEG es la cantidad de registro que se puede ver a la vez; usualmente, una o dos páginas, lo que dificulta mucho la detección de los cambios leves de la frecuencia. Se ha diseñado y probado un método computacional que soluciona algunos de los problemas intrínsecos de la calificación tradicional del EEG, sobre todo en los registros de sueño de toda la noche. Este programa computacional puede generar una imagen que condensa la evolución de hasta 8 horas continuas de EEG, lo que representa una "abstracción" de la evolución del EEG en el dominio de la frecuencia. Para lograr esto, se calcula el espectro de potencia de cada época de 4 segundos durante toda la noche de registro, y se grafica como una imagen tridimensional sólida. Además, se puede graficar simultáneamente la potencia en otros canales del registro, como el electrooculograma (EOG) y el electromiograma (EMG), con el fin de lograr una visualización inmediata de las transiciones de las fases del sueño durante el registro. Se obtuvieron datos de la aplicación de este programa en los obtuvieron datos de la aplicación de este programa en los registros del EEG (8 horas) de seres humanos. El programa computacional que se presenta fue escrito y probado en una ULTRA SPARC Creator I, utilizando compiladores Cxx GNU.Item EEG frequency and time domain mapping study of the cortical projections of temporal lobe amygdala afterdischarge during kindling in the cat(1992) Fernández-Mas, Rodrigo; Martínez, Adrián; Gutiérrez, Rafael; Fernández-Guardiola, Augusto; División de Neurociencias, Instituto Mexicano de Psiquiatría and Facultad de Psicología. U.N.A.M., México D.F., México