EEG como biomarcador en psiquiatría

Las señales electrofisiológicas contienen información sobre la actividad eléctrica cerebral en diferentes frecuencias, desde 8 (0,4-5,0 Hz) a 6 (5-8 Hz), a (8-12 Hz), 0 (12-30 Hz) y y (30-70 Hz). El procesamiento digital de estas señales se denomina EEG cuantitativa (EEGq), mientras que el análisis de las señales en respuesta a un estímulo para evaluar un proceso cognitivo específico se denomina potencial relacionado con eventos (PRE)⁹.

Alteraciones en el EEG de reposo y en los PRE han sido observadas en algunos trastornos mentales, especialmente en esquizofrenia¹¹, trastorno afectivo bipolar¹², depresión mayor¹³, trastorno por déficit de atención e hiperactividad¹⁴, trastorno por estrés postraumático, trastorno obsesivo compulsivo y trastornos de ansiedad¹⁵. La tabla 1 describe los principales hallazgos.

En esquizofrenia no se ha identificado un patrón único de anormalidades en la EEGq. Existe evidencia de aumento de la actividad lenta (bandas 8 y 6) especialmente en áreas frontales, que concuerda con el reporte de hipoactividad de estas regiones en estudios funcionales. Un aumento en esta actividad de la banda 6 se ha relacionado con mayor gravedad de los síntomas negativos¹¹. También se han reportado anormalidades en el EEG de reposo de las bandas a, 0 y y. De estos, un hallazgo contundente es la reducción de la actividad y y la falta de lateralización en respuesta a varios estímulos, posiblemente relacionadas con la alteración de procesos perceptuales¹¹. En cuanto a los estudios en conectividad y en relación con la hipótesis del funcionamiento anormal de las redes corticales en esquizofrenia, se han observado diferencias en la actividad sincrónica de las regiones cerebrales de estos pacientes¹⁶.

Por otro lado, existe evidencia de déficits en algunos PRE específicos, tales como los relacionados con el proceso de filtrado sensorial, cuyas alteraciones se reflejan en déficits en la supresión P50, déficits en la inhibición prepulso (IPP) y reducción de la amplitud de N100 y P200¹⁷. Además, el aumento en la latencia y la reducción de la amplitud de P300 pueden reflejar fallas en los procesos atencionales y déficits en el procesamiento de la información y actualización cognitiva resultado de la disminución en la sustancia gris en zonas parietotemporales y frontales de la corteza y en relación con los síntomas negativos de la enfermedad¹¹.

Asimismo, un PRE con resultados robustos y altamente replicados en esquizofrenia es la reducción de la amplitud en el mismatch negativity (MMN), un PRE que aparece entre los 100 y 250 ms en respuesta a la aparición de un estímulo diferente dentro de un paradigma de estímulos frecuentes, el cual parece ser reflejo de la integración en las fases tempranas del procesamiento debido a fallas en la codificación de la memoria auditiva¹¹.

En cuanto a la heredabilidad, se ha visto que los déficits de P300 y MMN tienen un porcentaje de heredabilidad en torno al 70-80%, por lo que podrían considerarse marcadores genéticos y de vulnerabilidad a la enfermedad¹⁸. Sin embargo, los déficits en P300 no son específicos de la esquizofrenia, ya que se ha constatado en trastorno afectivo bipolar, dependencia al alcohol, depresión y enfermedad de Alzheimer¹⁷.

Con respecto al trastorno afectivo bipolar (TAB), el EEG de reposo ha reportado disminución de la actividad a en pacientes con TAB en fase eutímica de la enfermedad, y aumento de la actividad de esta misma banda en pacientes en fase hipomaniaca o depresiva, que corresponde con una disminución en el metabolismo talámico que lleva a déficits en la atención¹⁹. Además se ha reportado aumento de las bandas de baja frecuencia y la actividad a en pacientes con TAB con síntomas psicóticos, por lo que el aumento de las bandas lentas se relaciona con síntomas psicóticos más que con un trastorno específico²⁰. Por otro lado, los estudios en PRE se han enfocado en el procesamiento sensorial temprano y los procesos de atención, inhibición y monitorización del conflicto, en un intento de relacionar cambios cognitivos y conductuales presentes en TAB²¹. Entre otros, se ha encontrado disminución en la supresión del filtrado sensorial P50 en sujetos con TAB y antecedentes de psicosis, déficits en la IPP y P200 en algunos individuos, reducción en la amplitud del P100, aumento de la latencia y reducción en la amplitud del P300, y reducción en la amplitud del NRE, todos ellos hallazgos muy similares a los encontrados en sujetos con trastornos psicóticos. En contraste, el MMN no se ha estudiado mucho en estos pacientes, aunque existen algunos reportes de reducción del MMN en regiones frontales²².

En cuanto a conectividad, varios autores han reportado alteraciones²³. Entre estos destacan alto grado de sincronización (SL) en todas las bandas de frecuencia, especialmente entre la corteza frontal y occipital²⁴, baja coherencia interhemisférica 8 en regiones frontales y de la banda 6 en regiones parietales²⁵, y aumento de la coherencia de la banda a intrahemisférica parietotemporal y centro-parietal²⁶.

También se han encontrado cambios en el EEG en el trastorno depresivo mayor (TDM). Estos incluyen aumento de la actividad a con los ojos cerrados, mayor supresión de dicha banda con los ojos abiertos y diferencias en la activación a entre los hemisferios (asimetría) con hiperactivación relativa de la corteza prefrontal derecha, al parecer en relación con la disminución de la activación de las neuronas corticales en respuesta a tareas cognitivas específicas¹³. Además, Mumtaz et al. también reportan aumento de la activación 0, hiperconectividad funcional frontal y, de forma menos consistente, déficit en la supresión P50 y aumento de la latencia y reducción de la amplitud de P300.

Es de resaltar que el EEGq se ha estudiado particularmente en el TDM para la selección del mejor tratamiento antidepresivo. Al respecto, la actividad 6 se ha relacionado con la respuesta, específicamente el aumento de la actividad de esta banda en la corteza cingulada anterior (ACC)²⁷. También se ha reportado un aumento en la actividad a en pacientes con TDM sin medicación, con diferencias en las características de esta banda, en sujetos con respuesta a inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina (ISRS)²⁸.

El trastorno por déficit de atención e hiperactividad (TDAH) también se ha estudiado con EEG. Entre los hallazgos destacan aumento de la actividad de la banda 6 y otras bandas de baja frecuencia, como la banda 8, y disminución de la potencia de la banda 0, exceptuando el subgrupo del tipo combinado de inatención e hiperactividad, que muestra exceso de actividad 0. De estos, se ha demostrado que el cociente 6/0 es el más sensible y específico en el diagnóstico TDAH. Con el tratamiento con estimulantes, incluido el metilfenidato, se ha demostrado aumento de la actividad a y 0 y disminución de las frecuencias 8 y 6¹⁴.

En cuanto a los PRE, se ha descrito aumento en la latencia y reducción en la amplitud de P300, lo cual se relaciona con más tiempo para procesar la información y los síntomas de inatención. Además, se presenta una mayor distribución espacial cortical de esta onda en áreas temporales, frontales, parietales y occipitales derechas ante los estímulos. Esta mayor distribución indica que a estos pacientes les faltan recursos a la hora de procesar la información, y los cambios en los de la P300 se puede relacionar con la respuesta al tratamiento²⁹.De manera similar, otros componentes del PRE asociados con el control cognitivo y la inhibición de la respuesta en tareas de clave y no-go (N200, variación contingente negativa [VNC]), han mostrado una asociación con TDAH³⁰.

Con respecto al trastorno por estrés postraumático (TEPT), en el EEG se ha encontrado asimetría frontal, calculada como la diferencia promedio de la banda a entre la corteza frontal derecha e izquierda, que es el hallazgo más consistente y se postula como posible biomarcador, donde los bajos niveles en la región frontal izquierda se asocian con ansiedad y depresión en el TEPT. Sin embargo, no es específico, pues también se encuentra en depresión, trastorno disfórico premenstrual y esquizofrenia³¹. Se reporta además, asociación de algunos síntomas con alteraciones del ritmo a, disminución de la conectividad EEG frontal en reposo en relación con la gravedad del TEPT³² y alteración en la amplitud de los componentes N200 y P300 durante la ejecución de una tarea de control inhibitorio³³.

En lo que atañe al trastorno obsesivo compulsivo (TOC), se ha descrito, entre otras, la actividad lenta como la anormalidad más común, especialmente la actividad 6. Por otra parte, las medidas espectrales de banda ancha (MEBA) han comprobado este exceso de actividad lenta además de anormalidades en las bandas rápidas, particularmente en la banda a. Con respecto al EEG como biomarcador para la prescripción de medicamentos, se ha encontrado que los pacientes que tienen un exceso de actividad a en regiones anteriores y mediales responden mejor a los ISRS, lo cual es de gran utilidad clínica³⁴.

En cuanto a los PRE, se han descrito menor latencia y mayor amplitud en los componentes P300 y N200, lo cual se ha atribuido a hiperalertamiento cortical y sobre focalización de la atención. También se ha observado correlaciones positivas entre la amplitud del componente N200 y la cronicidad del trastorno, y entre la amplitud de P300 y la gravedad de los síntomas del TOC^10),(34.

Se ha encontrado, además, que en los pacientes con TOC la negatividad relacionada con el error (NRE) y una onda negativa alrededor de los 50-150 ms tras la comisión de errores por parte del sujeto muestran un incremento de la negatividad de este componente en comparación con sujetos de control, y se ha propuesto que se podría considerarlo un marcador biológico en este trastorno³⁴.

En el trastorno de ansiedad, un hallazgo constante en los estudios de EEGq de los pacientes con trastornos de ansiedad, incluidos el trastorno de pánico, el trastorno de ansiedad generalizada, el trastorno de ansiedad social, la ansiedad por separación y las fobias específicas, es la inestabilidad basal cortical, que se manifiesta como cambio en el poder espectral de bandas de frecuencia 6 y a, y de la banda 0 en áreas frontales y centrales, más relacionadas con los síntomas de ansiedad, sin ser específica de cada trastorno³⁵. Además, se han reportado en estudios de polisomnografía alteraciones en la regulación del EEG de vigilancia, aumento en la laten-cia, disminución de la eficiencia y reducción del tiempo total de sueño³⁶. Por otro lado, se han encontrado déficits en los PRE P100, N200, P300, potencial positivo tardío (LPP) y NRE resultado de sesgos en el procesamiento de información emocional, posiblemente debidos a fallas en el control atencional, lo que indica disminución del control cognitivo, que influyen en los mecanismos de atención selectiva hacia información que puede ser considerada amenazante³⁷.

EEG en el diagnóstico y la predicción del riesgo en TCS

En los TCS, las investigaciones en EEG han sido principalmente sobre alcohol, cocaína/crack, cannabis, heroína y metanfetamina^38),(39. La tabla 2 describe los principales hallazgos.

En individuos con trastorno por consumo de alcohol (TCA), se ha reportado aumento de la actividad de las bandas 6 y 8 en sujetos en recaída y, aun después de 6 meses de abstinencia, cambios reversibles de la banda a con disminución del poder relativo en recaída, y aumento de la actividad 0 en áreas frontales y centro-parietales⁴⁰. De otro lado, los déficits cognitivos en tareas coordinadas complejas en sujetos con TCA indican diferencias relacionadas con la conectividad cerebral funcional, expresada en la disminución de la sincronización de las frecuencias a y 0 y aumento en la sincronización de 6 y y⁹.

En cuanto a los PRE, estudios longitudinales reportan déficits irreversibles en la onda P300 en individuos con TCA, indicando que los índices de amplitud constituyen una vulnerabilidad genética al abuso de alcohol, en lugar de una disfunción cerebral resultado del consumo excesivo de esta sustancia⁴¹. También se han reportado, aunque con menos constancia, déficits en la supresión del P50 auditivo, reducción de N450 y aumento en la amplitud de N200⁴⁰.

Con respecto a los trastornos por consumo de cocaína, hay evidencia firme del aumento de las bandas a y 0 en regiones frontales y déficits relativos de las bandas 6 y 8 en consumidores crónicos en relación directa con la cantidad del consumo agudo³⁸. Otros investigadores reportan persistencia de los cambios en las bandas a y 8 después de suspender el consumo y fuera del periodo de abstinencia. Estos déficits en la banda 8 en la corteza frontal posiblemente estén relacionados con la sensibilización del sistema dopaminérgico mesocortical⁴².

Por otra parte, estudios en PRE reportan reducción de P300 en regiones frontales, reducción en la amplitud de NRE y aumento de la amplitud del potencial positivo tardío (LPP) como predictores de recaída³⁹, reducción de la amplitud y déficits en la supresión de P50⁴³, N100 y P200⁴⁴.

En relación con el trastorno por consumo de cannabis, aunque los resultados de los efectos de esta sustancia en el EEG parecen inconsistentes, algunos han reportado asociación entre la duración del consumo y reducciones en las bandas a y 0 en electrodos de sitios posteriores⁴⁵.

En cuanto a los estudios de PRE, estos presentan diferencias metodológicas en cuanto a su definición de consumidor habitual. Algunos estudios reportan reducción de la amplitud de N160 en respuesta a un estímulo visual, y menor latencia en N200 y N300 durante una tarea de atención selectiva, y reducción en la amplitud de P300³⁸. Otro estudio reportó asociación entre la dependencia a la marihuana y el aumento en la latencia de P350 y P450, más marcado en las mujeres, lo que indica un procesamiento diferencial de la tarea⁴⁶. También se han descrito déficits en la supresión de P50 y aumento de la latencia y reducción de la amplitud de MMN en relación con gran consumo por largo tiempo⁴³.

En los trastornos por consumo de heroína, entre los hallazgos se han reportado aumento de la actividad de la banda 0 y la conectividad local de las bandas a y 0, mientras la conectividad funcional distante disminuye en sujetos con adicción crónica. Los cambios en los PRE asociados con la adicción a la heroína incluyen reducción en la amplitud de P300, aumento de la latencia de P300 y MMN y aumento de la amplitud de N200, todas ellas atribuidas a déficit del sesgo atencional. Estudios después de 6 meses de abstinencia indican amplitudes en P300 y P600 similares a las de los sujetos sanos, pero sin recuperación completa en su latencia⁴⁷.

Por último, en los trastornos por consumo de metanfetamina, Ceballos et al.³⁸ reportan EEG anormales en el 64% de los casos, mayor actividad de ondas lentas 8 y 6 y correlación entre la actividad 6 y puntaje bajo en pruebas neuropsicológicas.

EEG como biomarcador para caracterizar la PD

Son pocos los estudios que dan cuenta de alteraciones en el EEG de pacientes con PD. Entre los hallazgos se describen efectos diferenciales del consumo de sustancias (cannabis, metanfetamina) y alcohol en trastornos psicóticos, particularmente en esquizofrenia, con evidentes alteraciones en la frecuencia de la actividad 8/a⁴⁸, la supresión de P200⁴⁹,y la amplitud de P300⁵⁰ y del componente MMN⁵¹,loque indica el papel central de la alteración de las conexiones tálamo-corticales, el sistema endocannabinoide y los receptores N-metil-D-aspartato (NMDA) dentro de la fisiopatología de la psicosis asociada con el consumo de sustancias. Sobre MMN, cabe destacar que Ramlakhan et al.⁵² apuntan al MMN como posible biomarcador en el tratamiento del TCS y trastorno psicótico comórbido, especialmente en TCA, al encontrar un patrón de atenuación de la amplitud en personas con trastorno por consumo de alcohol tanto en el consumo agudo como en el crónico, que no es hereditario.

Otros artículos sobre trastorno por consumo de alcohol y TDM^53),(54, ansiedad⁵⁵ y TEPT⁵⁶ indican la posible utilidad de P3b y los déficits en la percepción emocional temprana (P100, N100 y N170) como marcador diferencial del TDM, donde el TCA puede ser resultado de la automedicación⁵³, una de las teorías para explicar la PD.

Con respecto a la ansiedad, el TEPT y el trastorno por consumo de alcohol, se ha descrito la NRE como marcador diferencial, donde su coexistencia podría indicar un Endo fenotipo no derivado del alcoholismo, sino una subpoblación con características genéticas y biológicas distintas^55),(56.Por otro lado, las diferencias en la amplitud de P3b también fue un hallazgo en individuos con TCS por cocaína y TEPT comórbido⁵⁷. Se presenta un resumen en la tabla 3.