DELTA, THETA, ALPHA, BETA e GAMMA são ondas cerebrais

ESTUDOS

Autor: Cristthian M. Arpino

Registro eletroencefalográfico:

Um par de eletrodos constitui o que chamamos de canal de EEG; Dependendo da aplicação clínica que se dá ao EEG, os aparelhos modernos permitem o registro simultâneo de 8 a 40 canais, em paralelo. Este é chamado de registro multicanal do EEG;
O eletroencefalograma é usado em neurologia e psiquiatria, principalmente para auxiliar no diagnóstico de doenças do cérebro, tais como epilepsia (convulsões causadas pela atividade caótica dos neurônios, ou células cerebrais), desordens do sono e tumores cerebrais.
As características das ondas registradas no EEG mudam conforme a situação fisiológica, especialmente com o nível de vigilância (acordado, dormindo, sonhando, etc.) A frequência e a amplitude das ondas registradas no EEG mudam, e então estas ondas características foram batizadas com nomes como DELTA, THETA, ALPHA, BETA e GAMMA;

Ondas Delta (0 Hz a 4 Hz):

As ondas cerebrais Delta são as ondas cerebrais mais lentas e altas (baixa freqüência e profundamente penetrantes, como uma batida de bateria). Elas são encontrados mais frequentemente em bebês, bem como crianças pequenas. À medida que envelhecemos, tendemos a produzir menos ondas delta, mesmo durante o sono profundo. Elas são geradas em sonos sem sonhos e meditações, estão associados com os níveis mais profundos de relaxamento e restauração/cicatrização. Também estão envolvídas em funções corporais inconscientes, como a regulação do batimento cardíaco e digestão. A produção adequada de ondas delta nos ajuda a sentir-se completamente revigorado depois de acordar de uma boa noite de sono.

Ondas Theta (4 Hz a 8Hz):

Esta faixa de ondas cerebrais particular ocorrem mais frequentemente no sono com sonhos, no sonhar acordado e também na meditação profunda. Esta faixa de frequencia é essencial para a aprendizagem e memória. Em Theta, nossos sentidos são retirados do mundo externo e focados em sinais que vêm de dentro; estão conectadas a nós experimentando e sentindo emoções profundas e cruas. Demasiada atividade teta pode tornar as pessoas propensas a ataques de depressão e pode torná-los "altamente sugestionáveis" com base no fato de que eles estão em um estado profundamente relaxado, semi-hipnótico. Em theta estamos em um sonho; imagens vívidas, intuição e informações além de nossa consciência consciente normal. É onde nós guardamos nossas "coisas", nossos medos, história conturbada, e pesadelos. Ela também está envolvido no sono reparador. Enquanto theta não é produzido em excesso durante as nossas horas de vigília, é uma gama de ondas cerebrais muito benéfica, que ajuda a melhorar a nossa intuição e criatividade.

Ondas Alpha (8Hz a 12Hz):

As ondas cerebrais alfa são dominantes durante os pensamentos que fluem silenciosamente, e em alguns estados meditativos. O alfa é 'o poder do agora', estando aqui, no presente. O alfa é o estado de repouso para o cérebro. As ondas alfa auxiliam a coordenação mental global, a calma, o estado de alerta, a integração mente / corpo ea aprendizagem. Esta gama de frequências faz a ponte entre o nosso pensamento consciente ea mente subconsciente. Em outras palavras, alfa é a faixa de freqüência entre beta e teta. Ele nos ajuda a acalmar quando necessário e promove sentimentos de relaxamento profundo. Se ficarmos estressados, pode ocorrer um fenômeno chamado "bloqueio alfa" que envolve atividade beta excessiva e muito pouco alfa. Essencialmente, as ondas beta "bloquear" a produção de alfa porque ficamos muito excitados.

Ondas Beta (12Hz a 38Hz):

As ondas Beta possuem alta frequência e uma baixa amplitude, elas dominam o nosso estado de consciência acordado (estado de vigília). Elas possuem relação com a consciência das coisas ao nosso redor, re-capitulação de uma memória, pensamento lógico, tarefas cognitivas, solução de problemas, adrenalina, decisão do que fazer, incapacidade de relaxar, julgamento, atividade mental focada, embora também observada na depressão, tendem a ter um efeito estimulante. Ter a quantidade certa de ondas Beta, nos permite estudar e trabalhar com facilidade. Se produzimos muitas ondas Beta podemos experienciar um excessivo estado de estresse e ansiedade. As ondas Beta estão associadas com um alto nível de excitação. Quando você bebe café, ou algum outro estimulante, você esta ativando as ondas Beta. Pense nisso como ondas cerebrais muito rápidas que a maioria das pessoas exibe ao longo do dia para completar tarefas conscientes como: pensamento crítico, escrita, leitura e socialização.

As ondas cerebrais beta são divididas em três bandas: "Lo-Beta" (12-15Hz) pode ser pensado como um 'ocioso rápido', ou reflexão. "Normally-Beta" (15-22Hz) envolve uma alta atenção em algo fora. "Hi-Beta" (22-38Hz) ocorre em pensamentos altamente complexos, integrando novas experiências, seja ansiedade elevada, ou excitação elevada. O processamento contínuo de alta freqüência não é uma maneira muito eficiente de executar o cérebro, uma vez que leva uma enorme quantidade de energia.

Ondas Gamma:

Referências:

http://www.brainworksneurotherapy.com/what-are-brainwaves
http://mentalhealthdaily.com/2014/04/15/5-types-of-brain-waves-frequencies-gamma-beta-alpha-theta-delta/

Conversor analógico digital (ADC ou A/D):

figura [2]

Essencialmente o A/D é uma interface entre o mundo analógico e digital, é um dispositivos eletrônico que pega uma onda continuamente variavel, e a transforma em uma lista de números (cada número sendo a medida de amplitude da onda, tomado a intervalos regulares de tempo). Essas medidas são chamadas de amostras, portanto o processo todo é chamado de amostragem. A amostragem é realizada tipicamente entre 100 e 200 amostras por segundo, e os números resultantes são armazenados na memória do computador.

Conversores AD/DA são a interface entre o mundo analógico e digital:

figura [3]

Amplificadores Operacionais:

O que faz? De maneira muito simples, podemos dizer que os amplificadores pegam um sinal de entrada e amplificam, obtendo um ganho de saída. Ganho é quantas vezes o sinal foi amplificado, sendo assim, ganho é a razão entre a tensão de saída(output) e a tensão de entrada(input). No entanto, existem muitos formas de configuração para amplificadores operacionais, o que resulta em diversos tipos de amplificadores: somador, integrador, buffer, atenuador, amplificadores de ganho positivo, amplificadores de ganho negativo e saturação, etc..

Av = Ganho de tensão

Vi = Tensão de entrada

Vo = Tensão de saída

Análise e modelagem dos dados:

Os software desenvolvidos pelos fabricantes de aparelhos EEG para uso hospitalar utilizam a FFT (fast Fourier transform) para análise espectral do sinal EEG.

Todo sinal oscilatório complexo pode ser reproduzido pela sobreposição de ondas senoidais harmônicas à freqüência fundamental do sinal estudado, com amplitudes e fases determinadas. A FFT é um algoritmo matemático que faz o trabalho inverso (ver figura [4]), ou seja, decompõe um sinal oscilatório complexo nas senoidais capazes de reconstitui-lo. O espectro aberto pela FFT é costumeiramente apresentado em amplitude absoluta (microvolts/Hz), em potência absoluta (microvolts2/Hz), em amplitude relativa ou em potência relativa. A freqüência fundamental do espectro é determinada pela taxa de amostragem com que o sinal EEG foi digitalizado e pela "janela" de observação do sinal.
- Exemplificando: se foi usada uma taxa de amostragem de 200 HZ e a realização é de 2,56 segundos, então fazemos 2,56x200= 512, assim sendo 200/512=0,390625, ou seja, a freqüência fundamental é de 0,390625 Hz. As harmônicas serão 2x0,390625, 3x0,390625, 4x0,390625, e assim por diante. Em eletroencefalografia clínica costuma-se usar harmônicas de até 99x a freqüência fundamental.

Aplicada a análise espectral, o sinal EEG, que era uma função do tempo (time domain), passa a ser uma função da freqüência (frequency domain). Com essa transformação matemática, o EEG pode ser apresentado sob a forma de tabelas, histogramas e mapas topográficos, que representam a dispersão da energia do sinal EEG pelo escalpo, em diferentes freqüências ou bandas.

figura [4]