Come Leggere un Elettroencefalogramma: Guida Completa per Interpretare i Segnali Cerebrali

L'elettroencefalogramma (EEG) è un esame strumentale non invasivo che permette di indagare la funzionalità del cervello attraverso l’analisi e la registrazione della sua attività elettrica. Si effettua ponendo degli elettrodi sulla testa in corrispondenza di determinate aree cerebrali. Gli elettrodi sono elementi che non immettono o trasferiscono elettricità nel corpo, ma rilevano gli impulsi elettrici (associati allo svolgimento dell’attività neuronale a seguito di specifiche azioni).

Gli impulsi elettrici vengono trasmessi a una macchina in grado di tradurli in un tracciato costituito da onde con ampiezza e frequenza definita, che viene poi stampato su carta o trasferito su un supporto elettronico. Le frequenze delle onde riscontrate da un EEG sono quelle chiamate alfa (da 8 a 13 cicli al secondo), beta (da 13 a 30 cicli al secondo), teta (da 4 a 7 cicli al secondo) e delta caratterizzate da valori inferiori a 4 cicli al secondo). Il ritmo e le frequenze registrate variano nelle diverse fasi delle attività umane; più alte durante la fase di veglia, e più basse durante il riposo o il sonno.

Funzioni dell'EEG

L’EEG ha la funzione di monitorare l’andamento delle frequenze, localizzare e classificare le eventuali anomalie causate da possibili disturbi del cervello. L’EEG si utilizza per:

identificare alterazioni della coscienza o delle funzioni cognitive;
monitorare infiammazioni del sistema nervoso e come esame di approfondimento in casi di traumi cranici;
monitorare lo stato cerebrale durante interventi chirurgici al cervello;
eseguire diagnosi e monitorare le epilessie;
identificare e localizzare l’attività elettrica di alcuni tipi di tumori cerebrali.

L’EEG è uno strumento utile in caso di cancro, perché sia i tumori primitivi del cervello sia eventuali metastasi cerebrali, secondarie a tumori di altri organi, possono provocare epilessia, allucinazioni o disturbi del sonno. Quindi se si rileva una variazione dell’EEG si effettueranno approfondimenti in base allo stato clinico della persona per eseguire la diagnosi.

L’EEG potrebbe anche offrire un mezzo di valutazione delle alterazioni cerebrali causate dai trattamenti chemioterapici. Per lo studio di tumori, casi di epilessia o per il recupero dopo una lesione cerebrale ci si può avvalere anche della magnetoencefalografia (MEG), tecnica non invasiva e sicura utile a osservare le variazioni dei campi magnetici generati dalle cellule nervose nel cervello e approfondire le caratteristiche delle frequenze cerebrali risultanti dall’EEG.

Tipologie di Elettroencefalogramma

Esistono diversi tipi di elettroencefalogramma:

EEG di base (o standard): consiste nella registrazione del tracciato in condizioni di veglia. Al paziente viene richiesto di aprire e chiudere gli occhi, di fare alcuni respiri profondi per poter registrare l’attività cerebrale in condizione di iperventilazione e di sottoporsi a stimolazione luminosa intermittente;
EEG dopo privazione di sonno: viene effettuato durante il sonno, nel caso in cui l’EEG di base non risulti sufficiente o in presenza di disturbi del sonno. Al paziente viene chiesto di dormire meno del solito la notte precedente all’esame per favorire l’addormentamento durante la sua esecuzione;
EEG dinamico (Holter): ha lo scopo di registrare l’attività cerebrale in un arco di tempo di uno o più giorni. Gli elettrodi, che vengono tenuti sulla testa di giorno e di notte, sono collegati a un piccolo registratore EEG portatile;
Telemetria video o video-EEG: consiste nella registrazione video del paziente mentre esegue l’EEG per verificare anomalie nel comportamento e nei movimenti durante episodi critici come quelli epilettici. Alla fine dell’esame, un computer combina le informazioni acquisite dal video con quelle derivanti dal tracciato al fine di avere maggiori informazioni sull’attività cerebrale e aiutare nella diagnosi.

Come si Esegue l'EEG?

Una ventina di elettrodi, cosparsi con un gel che facilita la conduzione elettrica, vengono posizionati sul cuoio capelluto del paziente attraverso una cuffia elastica in neoprene per coprire e valutare un’ampia superficie del cranio. Per registrazioni prolungate si usano elettrodi fissati allo scalpo con un collante al collodio (soluzione di alcol, etere e derivati della cellulosa, sicura e inodore).

L’esame deve essere eseguito in un ambiente silenzioso e tranquillo, in modo da evitare possibili interferenze. Al paziente, in condizione di rilassamento, viene chiesto di aprire e chiudere gli occhi, respirare profondamente o guardare una luce intermittente, per verificare la reattività delle strutture encefaliche.

Chi può fare l'esame?

Sì, l’elettroencefalogramma è un esame sicuro e indolore, che può essere effettuato a qualunque età e non presenta controindicazioni. Può essere eseguito anche dalle donne in gravidanza.

Preparazione all'esame

Per l’elettroencefalogramma standard non occorre alcuna preparazione, ma è bene presentarsi all’esame a stomaco pieno (per evitare l’ipoglicemia) e con i capelli puliti e senza aver applicato gel o cera sui capelli. Se si hanno delle extension, chiedere istruzioni specifiche. Si possono assumere tranquillamente eventuali farmaci prescritti in terapia.

Per effettuare l’elettroencefalogramma in privazione di sonno invece, si consiglia al paziente di dormire meno la notte precedente l’esame per facilitare l’addormentamento durante la sua esecuzione.

È necessario essere accompagnati?

Non occorre essere accompagnati se si esegue l’EEG di base. Se, invece, si effettua l’EEG in privazione di sonno, potrebbe capitare di sentirsi stanchi al termine dell’esame, per le ore in cui non si è dormito nella notte precedente. In questo caso, è meglio evitare di mettersi alla guida.

L'esame è doloroso?

No, l’elettroencefalogramma non provoca dolore. Può però provocare disagio perché al termine si avranno la testa in disordine e i capelli appiccicosi, per via del gel usato per fissare gli elettrodi. Basterà portare con sé un pettine per sistemarsi o un cappello per coprire la testa.

Rischi immediati e a lungo termine

L’elettroencefalogramma è un esame sicuro. Occasionalmente il gel utilizzato per far aderire gli elettrodi alla testa può provocare leggere irritazioni cutanee. In rari casi, nei pazienti che soffrono di un tipo particolare di epilessia, le luci utilizzate per verificare le reazioni possono scatenare una crisi.

Durata dell'esame

La durata dell’elettroencefalogramma dipende dal tipo di esame. Il tracciato standard dura da 20 a 40 minuti, mentre l’EEG dopo privazione di sonno dura almeno 60 minuti, nel corso dei quali il paziente dovrebbe dormire. L’EEG dinamico (Holter) prevede una registrazione prolungata per uno o più giorni, per aumentare sia le informazioni sull’attività elettrica cerebrale in veglia e sonno notturno, sia le probabilità di registrare una crisi epilettica.

Cosa fare dopo l'esame?

Alla fine dell’elettroencefalogramma standard e da privazione di sonno si può andare a casa senza attendere alcun periodo di osservazione. Dopo l’elettroencefalogramma si possono riprendere subito le proprie attività quotidiane, tenendo presente che i capelli rimangono unti di gel fino al primo shampoo.

Anomalie riscontrate

Dopo aver ottenuto il risultato dell’elettroencefalogramma è opportuno consultare il proprio medico per decidere ulteriori accertamenti ed esami di approfondimento da eseguire.

EEG nei bambini

È un esame sicuro che viene effettuato anche sui bambini. Durante il test il tecnico potrebbe chiedere loro di svolgere alcune attività come respirare, aprire o chiudere gli occhi o osservare una fonte luminosa. Questi esercizi sono utili a stimolare determinate tipologie di attività cerebrali e vederne il cambiamento. È consigliato quindi preparare il bambino e comunicare la procedura in modo da creare un clima di calma per la buona riuscita dell’esame.

Livelli di Lettura dell'EEG

Il cervello organizza la propria sintassi (il modo in cui codifica e scambia informazioni) in frequenze. Come riassume Buzsáki nei suoi libri l’attività oscillatoria è efficiente in termini bioenergetici e permette il cross-talk fra diverse aree cerebrali. Questa attività oscillatoria può essere scomposta nelle sue frequenze principali utilizzando la matematica (in particolare la trasformata di Fourier o metodi analoghi).

Trasformata di Fourier

La trasformata di Fourier parte dall’assunto che un segnale sia il risultato della somma di onde sinusoidali di diversa frequenza, attraverso un processo chiamato convoluzione possiamo estrarre le frequenze che costituiscono un segnale complesso. Si passa così da una registrazione di ampiezza su tempo (quella dell’EEG “normale”) ad una di potenza (db o mivroV2/Hz, asse Y) su frequenza (Hz, asse X), dove la potenza è un’unità di misura che ci dà idea di quanto sia rappresentata nel segnale una determinata frequenza rispetto alle altre.

Analisi Tempo-Frequenza

Aumentando ancora il livello di complessità si può studiare come si distribuisce la potenza spettrale nel tempo con metodi di analisi tempo-frequenza (es. Morlet convolution): questi sono strumenti matematici più complessi che non solo ci permettono di ottenere una rappresentazione bi-dimensionale (db ed Hz) di ciascun canale ma addirittura tridimensionale, includendo anche un asse dei tempi.

Questa immagine dimostrativa (presa da un bellissimo lavoro sulla TMS/EEG2), è un ottimo esempio di analisi tempo/frequenza, in cui possiamo vedere come il potenziale evocato (in alto) venga analizzato su tre scale: tempo (ms), frequenze (Hz) e potenza (db, i colori). Al tempo 0 è stato somministrato uno stimolo, e si può vedere come questo abbia determinato un’aumento della potenza di tutte le frequenze, che però è più marcato e duraturo per la frequenza a 11 Hz (linea tratteggiata). Questo stimolo, che nel caso dello studio da cui è tratta l’immagine derivava dalla stimolazione magnetica transcranica (TMS), può ovviamente essere evocato in molti modi diversi, e l’analisi effettuata per molteplici punti dello scalpo.

Connettività Cerebrale

Si può quindi osservare la connettività resting-state come già si fa con il Default Mode Network in fMRI ma concentrandosi su un aspetto diverso che è la sincronia in una determinata banda EEG. Per concludere questa digressione sulle tecniche di studio dell’EEG possiamo rapidamente citare tutti quegli indici di misura che tramite assunti matematici e fisici riassumono delle caratteristiche del segnale riducendone la ‘dimensionalità’.

Fra questi metodi ci sono i micro-stati, l’analisi frattale e l’entropia, l’analisi esponenziale dello spettro, la complessità. Sono tutti modi molto interessanti di pensare all'segnale cerebrale, sfortunatamente meno intuitivi degli altri concetti che abbiamo usato. Ognuna di queste tecniche è utilizzata in determinati campi per riassumere delle proprietà peculiari dell’eeg.

Tabella Riassuntiva delle Frequenze EEG

Frequenza	Intervallo (Hz)	Associazione
Delta	0.5 - 4	Sonno profondo, riposo
Theta	4 - 7	Rilassamento, meditazione
Alpha	8 - 13	Stato di veglia rilassata
Beta	13 - 30	Attività mentale, concentrazione