Elettroencefalogramma ed epilessia: fondamenti, strumentazione e applicazioni

Il segnale elettroencefalografico (EEG) ci permette di indagare la funzionalità dell’attività elettrica celebrale attraverso la registrazione dei potenziali post-sinaptici provenienti dai neuroni piramidali. A partire dagli anni 2000, l’elettroencefalografia ha assunto una fondamentale importanza al fine di diagnosticare patologie a carico del sistema nervoso tramite l’analisi di specifici pattern. Tra le numerose applicazioni, essa trova ampio impiego nella diagnosi delle diverse forme di Epilessia e nella previsione di crisi future nel tempo. In questa trattazione, dopo una prima descrizione, al capitolo 1, riguardante la composizione anatomica del sistema nervoso e, in particolar modo, dell’encefalo, si passerà ad analizzare la struttura del neurone, unità fondamentale per la propagazione del segnale nervoso, e i principi secondo cui un potenziale d’azione è in grado di generarsi e propagarsi attraverso esso. Al capitolo 2, dopo una sommaria caratterizzazione del segnale elettroencefalografico e delle onde cerebrali (alpha, beta, theta e delta), verranno mostrate le varie componenti che portano all’acquisizione del potenziale a livello del cuoio capelluto. Perciò verranno prese in esame le differenti tipologie di elettrodi e le possibili configurazioni con cui essi possono essere applicati (sistema 10-20, 10-10 e ad alta densità). Successivamente verrà analizzato il processo di elaborazione del segnale nei suoi diversi blocchi: selettore di montaggio, stadio di amplificazione differenziale, filtri analogici e conversione ADC. Va inoltre considerato che in acquisizione possono essere presenti interferenze, artefatti e rumori, che è necessario rimuovere al fine di ottenere un segnale il più leggibile e fedele possibile alla realtà. Verranno quindi descritte le 3 principali categorie di rumore: casuale, strutturale e interferenza fisiologica; e i filtri utilizzabili per eliminarli o ridurli. Infine verranno proposte delle possibili applicazioni in epilessia, una patologia neurologica cronica in cui l’attività anomala dei neuroni causa crisi ricorrenti. Quindi, dopo un accenno alle tipologie di crisi epilettiche ed epilessia, verranno esposte delle possibili tecniche di analisi del segnale sia con lo scopo di diagnosticare una precisa forma di epilessia che di previsione di una crisi epilettica futura.