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Onda beta

Ondas beta

Las ondas beta , o ritmo beta , son oscilaciones neuronales (ondas cerebrales) en el cerebro con un rango de frecuencia de entre 12,5 y 30 Hz (12,5 a 30 ciclos por segundo ). Coexisten varios ritmos diferentes, algunos de ellos con función inhibitoria y otros excitatoria. [1]

Las ondas beta se pueden dividir en tres secciones: ondas beta bajas (12,5–16 Hz, "Beta 1"); ondas beta (16,5–20 Hz, "Beta 2"); y ondas beta altas (20,5–28 Hz, "Beta 3"). [2] Los estados beta son los estados asociados con la conciencia de vigilia normal .

Historia

Las ondas beta fueron descubiertas y bautizadas por el psiquiatra alemán Hans Berger , que inventó la electroencefalografía (EEG) en 1924, como método para registrar la actividad eléctrica cerebral del cuero cabelludo humano. Berger denominó ondas alfa a las ondas de mayor amplitud y frecuencia más lenta que aparecían en la parte posterior del cuero cabelludo cuando el sujeto cerraba los ojos . Las ondas de menor amplitud y frecuencia más rápida que reemplazaban a las ondas alfa cuando el sujeto abría los ojos se denominaban ondas beta. [3]

Función

Las ondas beta de baja amplitud con frecuencias múltiples y variables suelen estar asociadas con el pensamiento activo, ocupado o ansioso y la concentración activa. [4]

En la corteza motora , las ondas beta se asocian con las contracciones musculares que ocurren en movimientos isotónicos y se suprimen antes y durante los cambios de movimiento, [5] con observaciones similares en las habilidades motoras finas y gruesas. [6] Las ráfagas de actividad beta se asocian con un fortalecimiento de la retroalimentación sensorial en el control motor estático y se reducen cuando hay un cambio de movimiento. [7] La ​​actividad beta aumenta cuando el movimiento debe ser resistido o suprimido voluntariamente. [8] La inducción artificial de ondas beta aumentadas en la corteza motora mediante una forma de estimulación eléctrica llamada estimulación transcraneal de corriente alterna, en consonancia con su vínculo con la contracción isotónica, produce una desaceleración de los movimientos motores. [9]

Las investigaciones sobre la retroalimentación de recompensa han revelado dos componentes beta distintos: un componente beta alto (gamma bajo) [10] y un componente beta bajo [11] . En asociación con ganancias inesperadas, el componente beta alto es más profundo cuando se recibe un resultado inesperado, con una baja probabilidad [12] . Sin embargo, se dice que el componente beta bajo está relacionado con la omisión de ganancias, cuando se esperan ganancias [11] .

Durante el reposo, las oscilaciones beta rápidas prevalecen en la corteza prefrontal lateral (CPFL) en los seres humanos, tras un aumento de frecuencia posteroanterior. Este aumento de la frecuencia beta en las subregiones más anteriores corresponde a un modelo anatómico de la función de la CPFL en el que el control cognitivo está organizado jerárquicamente, con mecanismos de control más abstractos y sofisticados a cargo de las regiones más anteriores y un control más directo/concreto de la acción dirigida a un objetivo en los sitios posteriores. Esto coincide además con el hecho de que la frecuencia beta de la CPFL posterior es más lenta, similar a la observada en la corteza motora en reposo. [13]

Relación con GABA

Ondas beta difusas presentes junto con otras frecuencias en un EEG espontáneo registrado de un niño de 28 meses con síndrome Dup15q .

Las ondas beta se consideran a menudo indicativas de transmisión cortical inhibitoria mediada por ácido gamma aminobutírico (GABA), el principal neurotransmisor inhibitorio del sistema nervioso de los mamíferos. Las benzodiazepinas, fármacos que modulan los receptores GABA A , inducen ondas beta en registros de EEG de humanos [14] y ratas. [15] Las ondas beta espontáneas también se observan de forma difusa en registros de EEG del cuero cabelludo de niños con síndrome de duplicación 15q11.2-q13.1 ( Dup15q ) que tienen duplicaciones de los genes de la subunidad del receptor GABA A GABRA5 , GABRB3 y GABRG3 . [16] De forma similar, los niños con síndrome de Angelman con deleciones de los mismos genes de la subunidad del receptor GABA A presentan una amplitud beta disminuida. [17] Por lo tanto, las ondas beta son probablemente biomarcadores de disfunción GABAérgica, especialmente en trastornos del desarrollo neurológico causados ​​por deleciones/duplicaciones 15q.

Véase también

Ondas cerebrales

Referencias

  1. ^ Rassi, Elie; Lin, Wy Ming; Zhang, Yi; Emmerzaal, Jill; Haegens, Saskia (2023). "Los ritmos de la banda β influyen en los tiempos de reacción". eNeuro . 10 (6). doi :10.1523/ENEURO.0473-22.2023. ISSN  2373-2822. PMC  10312120 . PMID  37364994.
  2. ^ Rangaswamy M, Porjesz B, Chorlian DB, Wang K, Jones KA, Bauer LO, Rohrbaugh J, O'Connor SJ, Kuperman S, Reich T, Begleiter (2002). "Poder beta en el EEG de alcohólicos". Psicología biológica . 52 (8): 831–842. doi :10.1016/s0006-3223(02)01362-8. PMID  12372655. S2CID  26052409.
  3. ^ Buzsáki, György (2006). Ritmos del cerebro . Nueva York: Oxford University Press. pág. 4. ISBN 978-0-19-530106-9.
  4. ^ Baumeister J, Barthel T, Geiss KR, Weiss M (2008). "Influencia de la fosfatidilserina en el rendimiento cognitivo y la actividad cortical después del estrés inducido". Neurociencia nutricional . 11 (3): 103–110. doi :10.1179/147683008X301478. PMID  18616866. S2CID  45936526.
  5. ^ Baker, SN (2007). "Interacciones oscilatorias entre la corteza sensoriomotora y la periferia". Current Opinion in Neurobiology . 17 (6): 649–55. doi :10.1016/j.conb.2008.01.007. PMC 2428102 . PMID  18339546. 
  6. ^ Easthope, Eric; Shamei, Arian; Liu, Yadong; Gick, Bryan; Fels, Sidney (17 de agosto de 2023). "Control cortical de la postura en las habilidades motoras finas: evidencia de la posición de reposo entre enunciados". Frontiers in Human Neuroscience . 17 : 1139569. doi : 10.3389/fnhum.2023.1139569 . PMC 10469778 . PMID  37662639. 
  7. ^ Lalo, E; Gilbertson, T; Doyle, L; Di Lazzaro, V; Cioni, B; Brown, P (2007). "Los aumentos fásicos en la actividad beta cortical están asociados con alteraciones en el procesamiento sensorial en el ser humano". Experimental Brain Research. Experimentelle Hirnforschung. Experimentation Cerebrale . 177 (1): 137–45. doi :10.1007/s00221-006-0655-8. PMID  16972074. S2CID  24685610.
  8. ^ Zhang, Y; Chen, Y; Bressler, SL; Ding, M (2008). "Preparación de la respuesta e inhibición: el papel del ritmo beta sensoriomotor cortical". Neurociencia . 156 (1): 238–46. doi :10.1016/j.neuroscience.2008.06.061. PMC 2684699 . PMID  18674598. 
  9. ^ Pogosyan, A; Gaynor, LD; Eusebio, A; Brown, P (2009). "El aumento de la actividad cortical en frecuencias de banda beta ralentiza el movimiento en humanos". Current Biology . 19 (19): 1637–41. Bibcode :2009CBio...19.1637P. doi :10.1016/j.cub.2009.07.074. PMC 2791174 . PMID  19800236. 
  10. ^ Marco-Pallerés, J., Cucurell, D., Cunillera, T., García, R., Andrés-Pueyo, A., Münte, TF, et al. (2008). Actividad oscilatoria humana asociada al procesamiento de recompensa en una tarea de juego, Neuropsychologia, 46, 241-248. doi :10.1016/j.neuropsicología.2007.07.016
  11. ^ ab Yaple, Z., Martinez-Saito, M., Novikov, N., Altukhov, D., Shestakova, A., Klucharev, V. (2018). El poder de las oscilaciones beta inducidas por retroalimentación refleja la omisión de recompensas: evidencia de un estudio de juegos de azar con EEG, Frontiers in Neuroscience, 12, 776. doi :10.3389/fnins.2018.00776
  12. ^ HajiHosseini, A., Rodriguez-Fornells, A., y Marco-Pallerés, J. (2012). El papel de las oscilaciones beta-gamma en el procesamiento de recompensas inesperadas, Neuroimage, 60, 1678-1685. doi :10.1016/j.neuroimage.2012.01.125
  13. ^ Capilla, A., Arana, L., García-Huéscar, M., Melcón, M., Gross, J., y Campo, P. (2022). Las frecuencias naturales del cerebro humano en reposo: un atlas basado en MEG. NeuroImage , 258 , 119373.
  14. ^ Feshchenko, V; Veselis, R; Reinsel, R (1997). "Comparación de los efectos del midazolam, el tiopental y el propofol en el EEG: el papel de los sistemas oscilatorios subyacentes". Neuropsicobiología . 35 (4): 211–20. doi :10.1159/000119347. PMID  9246224.
  15. ^ Van Lier, Hester; Drinkenburg, Wilhelmus; Van Eeten, Yvonne; Coenen, Antón (2004). "Los efectos del diazepam y el zolpidem en las frecuencias beta del EEG son específicos del comportamiento en ratas". Neurofarmacología . 47 (2): 163-174. doi :10.1016/j.neuropharm.2004.03.017. PMID  15223295. S2CID  20725910.
  16. ^ Frohlich, Joel; Senturk, Damla ; Saravanapandian, Vidya; Golshani, Peyman; Reiter, Lawrence; Sankar, Raman; Thibert, Ronald; DiStefano, Charlotte; Huberty, Scott; Cook, Edwin; Jeste, Shafali (diciembre de 2016). "Un biomarcador electrofisiológico cuantitativo del síndrome de duplicación 15q11.2-q13.1". PLOS ONE . ​​11 (12): e0167179. Bibcode :2016PLoSO..1167179F. doi : 10.1371/journal.pone.0167179 . PMC 5157977 . PMID  27977700. 
  17. ^ Hipp, Joerg F.; Khwaja, Omar; Krishnan, Michelle; Jeste, Shafali S.; Rotenberg, Alexander; Hernandez, Maria-Clemencia; Tan, Wen-Hann; Sidorov, Michael S.; Philpot, Benjamin D. (18 de enero de 2019). "El fenotipo electrofisiológico en el síndrome de Angelman difiere entre genotipos". Psiquiatría biológica . 85 (9): 752–759. doi :10.1016/j.biopsych.2019.01.008. ISSN  0006-3223. PMC 6482952 . PMID  30826071.