Las ondas alfa , o ritmo alfa , son oscilaciones neuronales en el rango de frecuencia de 8 a 12 Hz [1] que probablemente se originan a partir de la actividad eléctrica sincrónica y coherente ( en fase o constructiva) de las células marcapasos talámicas en los seres humanos. Históricamente, también se las llama "ondas de Berger" en honor a Hans Berger , quien las describió por primera vez cuando inventó el EEG en 1924. [2]
Las ondas alfa son un tipo de ondas cerebrales que se detectan mediante métodos electrofisiológicos y métodos estrechamente relacionados, como la electroencefalografía (EEG) o la magnetoencefalografía (MEG), y se pueden cuantificar mediante electroencefalografía cuantitativa (qEEG). Se pueden registrar predominantemente en los lóbulos occipitales durante la relajación en estado de vigilia con los ojos cerrados y fueron el primer ritmo cerebral registrado en humanos. [3] Las ondas alfa se reducen con los ojos abiertos y el sueño, mientras que se intensifican durante la somnolencia. Las ondas alfa occipitales durante los períodos con los ojos cerrados son las señales cerebrales de EEG más potentes. [4]
Históricamente, se pensaba que las ondas alfa representaban la actividad de la corteza visual en un estado inactivo. Más recientemente, la investigación sugiere que inhiben áreas de la corteza que no están en uso, o alternativamente que juegan un papel activo en la coordinación y comunicación de la red. [5] El hecho de que sean inhibidoras o desempeñen un papel activo en la atención está relacionado con su dirección de propagación, siendo las ondas de arriba hacia abajo y hacia atrás inhibidoras, y las de abajo hacia arriba y hacia delante que ayudan a los procesos de atención visual. [6]
Se puede encontrar una variante similar a la alfa llamada onda mu sobre la corteza motora primaria . [ cita requerida ]
Algunos investigadores postulan que existen al menos dos formas de ondas alfa, que pueden tener diferentes funciones en el ciclo vigilia-sueño.
Las ondas alfa están presentes en diferentes etapas del ciclo vigilia-sueño. [7] La más investigada es durante el estado mental relajado, donde el sujeto está en reposo con los ojos cerrados, pero no está cansado ni dormido. Esta actividad alfa se centra en el lóbulo occipital , [8] [9] aunque se ha especulado que tiene un origen talámico. [10] Varios análisis sugieren que la alfa cortical conduce a la alfa pulvinar (talámica), lo que complica las teorías predominantes de un marcapasos talámico. Halgren, M et al. descubrió que alfa actúa dentro del sistema nervioso propagándose de la corteza al tálamo y de la corteza de orden superior a la corteza de orden inferior. [11] Los modelos experimentales y computacionales explorados por Traub RD et al. sugirieron un origen específico del subtipo de neurona principal y cortical (una lámina) para el ritmo alfa visual. [12] Sobre la base del examen de pacientes con defectos visuales congénitos, se estableció que la existencia de una vía visual eficiente y completa es necesaria para el desarrollo de un patrón de actividad EEG correcto. [13] Esta onda comienza a aparecer alrededor de los cuatro meses y tiene una frecuencia inicial de 4 ondas por segundo. La onda alfa madura, de 10 ondas por segundo, se establece firmemente a la edad de 3 años. [14]
La segunda aparición de la actividad de las ondas alfa se produce durante el sueño REM . A diferencia de la forma de actividad alfa durante la vigilia, esta forma se localiza en una zona frontocentral del cerebro. El propósito de la actividad alfa durante el sueño REM aún no se ha entendido completamente. Actualmente, existen argumentos de que los patrones alfa son una parte normal del sueño REM y de que indican un período de semidespertar. Se ha sugerido que esta actividad alfa está inversamente relacionada con la presión del sueño REM. [ cita requerida ]
Desde hace mucho tiempo se ha creído que las ondas alfa indican un período de vigilia durante el sueño. [ cita requerida ] Esto se ha atribuido a estudios en los que los sujetos informan un sueño no reparador y tienen registros de EEG que informan altos niveles de intrusión alfa en el sueño. Esta ocurrencia se conoce como intrusión de ondas alfa. [ 15 ] Sin embargo, es posible que estas explicaciones sean engañosas, ya que solo se centran en las ondas alfa que se generan desde el lóbulo occipital. [ cita requerida ]
Se ha demostrado que la meditación consciente aumenta la potencia de las ondas alfa tanto en sujetos sanos como en pacientes. [16] Los practicantes de Meditación Trascendental han demostrado una reducción de un hercio en la frecuencia de las ondas alfa en relación con los controles. [17]
La intrusión de ondas alfa ocurre cuando las ondas alfa aparecen durante el sueño no REM, cuando se espera actividad delta. Se ha planteado la hipótesis de que está asociada con la fibromialgia, ya que el aumento de la actividad fásica del sueño alfa se correlaciona con manifestaciones clínicas de la fibromialgia, como una mayor duración del dolor. [18]
A pesar de esto, la intrusión de ondas alfa no se ha relacionado significativamente con ningún trastorno importante del sueño , incluido el síndrome de fatiga crónica y la depresión mayor . Sin embargo, es común en pacientes con fatiga crónica y puede amplificar los efectos de otros trastornos del sueño. [19]
Siguiendo esta línea de pensamiento sobre la falta de atención, un estudio reciente indica que las ondas alfa pueden utilizarse para predecir errores. En él, los electroencefalogramas midieron aumentos de hasta un 25% en la actividad de las ondas alfa cerebrales antes de que se produjeran los errores. Este estudio utilizó el sentido común: las ondas alfa indican inactividad, y los errores se cometen a menudo cuando una persona está haciendo algo automáticamente, o "con el piloto automático", y no presta atención a la tarea que está realizando. Después de que el sujeto notara el error, hubo una disminución de las ondas alfa a medida que el sujeto comenzó a prestar más atención. Este estudio espera promover el uso de la tecnología de EEG inalámbrica en empleados en campos de alto riesgo, como el control del tráfico aéreo, para monitorear la actividad de las ondas alfa y medir el nivel de atención del empleado. [20]
Un estudio ha demostrado que la aparición de un ritmo alfa con los ojos abiertos puede ser un predictor del procesamiento de la información visual en la memoria de trabajo. [21] Se ha demostrado que el momento de aparición de la actividad alfa depende del tipo de estímulo en la memoria y del número de características visuales (color, forma, etc.) que necesita mantener en la memoria. Los autores sugieren que la aparición del ritmo alfa con los ojos abiertos puede indicar un apagado temporal del procesamiento de la información visual en la corteza visual primaria en los momentos en que el sujeto analiza la imagen en la memoria visual. En estos momentos, la información se procesa en las áreas de asociación de la corteza visual (áreas hV4, V3v, VO1, VO2). [22]
Un estudio sugiere que un "paradigma de parpadeo visual para entrenar a los individuos a su propio ritmo cerebral (es decir, frecuencia alfa máxima)" puede dar como resultado un aprendizaje visual perceptivo sustancialmente más rápido , que se mantiene al día siguiente del entrenamiento.
En particular, el entrenamiento aceleró sustancialmente el aprendizaje en una tarea de discriminación para detectar objetivos incrustados en el desorden de fondo o para identificar patrones de Glass radiales vs. concéntricos incrustados en el ruido, en comparación con el entrenamiento que no coincide con la frecuencia alfa de un individuo. [23] [ cita(s) adicional(es) necesaria(s) ]
Como demostró el Dr. Adrian RM Upton, es posible que fuentes externas (fluctuaciones ambientales detectadas con un montón de gelatina en los experimentos de Upton) hagan que aparezcan señales en una lectura de EEG, lo que hace que señales falsas se interpreten como ondas alfa saludables. Este hallazgo sugiere que es posible que un EEG no plano pueda llevar a la interpretación de que un paciente aún está vivo cuando, de hecho, murió hace mucho tiempo. [24]
Cecil Adams de The Straight Dope analiza este escenario:
A veces se afirma que las ondas cerebrales de Jell-O son idénticas a las de un adulto sano. Es evidente que es una exageración, pero las lecturas del EEG de Jell-O parecen bastante similares a un ritmo alfa humano normal. Las ondas alfa se observan cuando un paciente está despierto y descansando con los ojos cerrados, y en algunos tipos de sueño y coma reversible. Es cierto que las ondas de Jell-O son un poco más lentas y de una amplitud mucho menor, apenas dentro de los límites humanos normales, pero eso no dice mucho por sí solo. La hipoxia, la encefalitis y otras afecciones médicas pueden causar una frecuencia y amplitud reducidas, al igual que el consumo de drogas. [25]
Las ondas alfa fueron descubiertas por el neurólogo alemán Hans Berger , el inventor del propio EEG. Las ondas alfa estuvieron entre las primeras ondas documentadas por Berger, junto con las ondas beta , y mostró interés en el "bloqueo alfa", el proceso por el cual las ondas alfa disminuyen y las ondas beta aumentan cuando un sujeto abre los ojos. Esta distinción le valió a la onda alfa el título alternativo de "onda de Berger". [ cita requerida ]
Berger se inspiró en el fisiólogo ucraniano Vladimir Pravdich-Neminsky , que utilizó un galvanómetro de cuerda para crear una fotografía de la actividad eléctrica del cerebro de un perro. Utilizando técnicas similares, Berger confirmó la existencia de actividad eléctrica en el cerebro humano. Primero lo hizo presentando un estímulo a pacientes hospitalizados con daño craneal y midiendo la actividad eléctrica en sus cerebros. Más tarde abandonó el método del estímulo y comenzó a medir los ciclos eléctricos rítmicos naturales del cerebro. El primer ritmo natural que documentó fue lo que se conocería como la onda alfa. Berger fue muy minucioso y meticuloso en su recopilación de datos, pero a pesar de su brillantez, no se sintió lo suficientemente seguro como para publicar sus descubrimientos hasta al menos cinco años después de haberlos realizado. En 1929, publicó sus primeros hallazgos sobre las ondas alfa en la revista Archiv für Psychiatrie . Al principio, fue recibido con burlas por su técnica de EEG y sus posteriores descubrimientos de las ondas alfa y beta. Su técnica y sus hallazgos no ganaron una amplia aceptación en la comunidad psicológica hasta 1937, cuando obtuvo la aprobación del famoso fisiólogo Lord Adrian , quien tenía un interés particular en las ondas alfa. [26]
Las ondas alfa volvieron a ganar reconocimiento a principios de los años 1960 y 1970 con la creación de una teoría de biofeedback relacionada con las ondas cerebrales (ver más abajo). Este biofeedback, conocido como una especie de neurofeedback , relacionado con las ondas alfa, es la provocación consciente de ondas cerebrales alfa por parte de un sujeto. Dos investigadores de los Estados Unidos exploraron este concepto a través de experimentos no relacionados. Joe Kamiya, de la Universidad de Chicago, descubrió que algunos individuos tenían la capacidad consciente de reconocer cuándo estaban creando ondas alfa y podían aumentar su actividad alfa. Estos individuos estaban motivados a través de un sistema de recompensa de Kamiya. El segundo progenitor del biofeedback es Barry Sterman, de la Universidad de California en Los Ángeles. Estaba trabajando con el seguimiento de las ondas cerebrales en gatos y descubrió que, cuando se entrenaba a los gatos para que retuvieran el movimiento motor, liberaban ondas SMR o mu , una onda similar a las ondas alfa. Utilizando un sistema de recompensa, entrenó aún más a estos gatos para que entraran en este estado con mayor facilidad. Más tarde, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos le pidió que probara los efectos de un combustible para aviones que se sabía que causaba convulsiones en los seres humanos. Sterman probó los efectos de este combustible en los gatos previamente entrenados y descubrió que tenían una mayor resistencia a las convulsiones que los gatos no entrenados. [ cita requerida ]
La biorretroalimentación de ondas alfa ha ganado interés por haber tenido cierto éxito en humanos para la supresión de convulsiones y para el tratamiento de la depresión. [27]
Las ondas alfa volvieron a ganar interés en relación con un enfoque de ingeniería para el desafío de ciencia ficción de la psicoquinesis, es decir, el control del movimiento de un objeto físico utilizando energía que emana de un cerebro humano. En 1988, el ritmo alfa del EEG se utilizó en un experimento de interfaz cerebro-computadora para controlar el movimiento de un objeto físico, un robot. [28] [29] Fue el primer experimento para demostrar el control de un objeto físico, un robot, utilizando EEG. [30] [31] >