Elettroencefalografia (EEG)
L’elettroencefalografia (EEG) è una tecnica non invasiva per misurare l’attività elettrica del
cervello e può essere utilizzata in diverse applicazioni delle scienze biocomportamentali: dagli studi
dei processi cognitivi di base alle funzioni emotive, le disfunzioni e lo sviluppo.
La misurazione dell’attività elettrica del cervello è un recente sviluppo nella storia della scienza.
Circa settant’anni fa venne pubblicata la prima dimostrazione della registrazione dell’attività
elettrica. Questa prima notizia venne accolta con molto scetticismo dalla comunità scientifica e non
fu accettata fino al 1935 quando, ad un meeting della società psicologica a Londra, venne fatta una
dimostrazione dal vivo. Dopo questa prova, la misurazione elettroencefalografica divenne
ampiamente accettata nelle ricerche della comunità biomedica.
Un importante contributo fu quello di Berger. Egli, nel suo studio iniziale, utilizzò due ampi
elettrodi imbottiti e imbevuti in una soluzione salina: uno posto sopra la fronte e l’altro dietro la
testa. Berger osservò che quando gli adulti erano rilassati c’erano onde ritmiche regolari a circa 10
hertz e che queste onde si vedevano meglio quando i soggetti tenevano gli occhi chiusi in assenza di
stimolazione o di altre attività mentali come immaginare o risolvere problemi. A queste onde venne
dato il nome di onde Alpha.
Un altro importante venne dato nel 1949 da Moruzzi e Magoun che mostrarono che stimolando la
formazione reticolare nei gatti c’era un incremento del livello di arousal, e che provocava una
desincronizzazione nell’EEG.
Questo ed altri esperimenti dimostrarono l’importante ruolo dell’EEG come indice di attivazione
cerebrale, ma la scoperta di un’attivazione corticale globale ebbe anche la conseguenza di rafforzare
l’idea che l’EEG non potesse informare sull’attività di una specifica area cerebrale.
Nell’EEG i parametri più utilizzati sono la frequenza e l’ampiezza delle onde elettriche poiché è
principalmente sulla base di essi che l’EEG differisce per i diversi stati comportamentali.
I principali bande di frequenza sono:
1) delta: le oscillazioni delta sono generalmente correlate a una diminuzione dello stato funzionale
del cervello (sonno o patologia).
2) theta: (~4-8 Hz). Il ritmo theta è generalmente visto come un ritmo basale associato sia a funzioni
cognitive che emozionali.
3) alpha: è presente, principalmente, nella maggioranza delle persone quando sono svegli ma in una
fase di rilassamento, cioè non compiono nessuna attività cognitiva.
4) beta: (13-30 Hz). Il ritmo beta è generato principalmente nelle cortecce motorie di cui riflette
l’attività.
5) gamma: (>30 Hz) l’attività gamma sembra essere un importante meccanismo alla base dei
processi cognitivi e dell’attività mentale complessa.
Per ulteriori approfondimenti: http://en.wikipedia.org/wiki/EEG
Elettrocardiogramma (ECG)
Per molti secoli i medici hanno auscultato il suono ed il ritmo del cuore e hanno notato che le
variazioni nel battito cardiaco erano associate con l’età, la malattia e gli stati psicologici. Lo studio
di questi ritmi cardiaci era una componente centrale del sistema diagnostico in Cina. Comunque lo
studio sistematico e scientifico dei ritmi cardiaci ha dovuto aspettare che lo sviluppo tecnologico
che permettesse di fornire accurate registrazioni dell’attività elettrica del cuore. Questa tecnologia si
è sviluppata a partire dal galvanometro. I lavori di Luigi Galvani e Alessandro Volta e i principi di
elettromagnetismo sviluppati da André-Marie Ampère e Hans Christian Oersted hanno permesso lo
sviluppo del galvanometro nel diciannovesimo secolo. Questo strumento permette la misura di
piccolissime correnti sfruttando il principio dell’induzione magnetica per ruotare un ago e quindi ha
permesso di misurare in maniera accurata variazioni di tensione anche di biopotenziali generati dal
cuore. Nel 1847 Ludwig inventa il chimografo che è un galvanometro modificato che attraverso
l’azione meccanica dell’ago registra su un tamburo affumicato la registrazione del biosegnale.
Einthoven integra il galvanometro con la fotografia per produrre accurate e continue registrazioni
dell’attività elettrica del cuore. Il dispositivo consisteva di un filo conduttore inserito in un
elettromagnete. Quando della corrente attraversa il filo il campo magnetico l’ago collegato si
muove. Una scintilla che scaturisce dall’ago può bruciare una rotolo di carta fotografica che si
muove su di un rullo, in questo modo si può ottenere una curva continua degli eventi elettrici che
avvengono nel cuore. La macchina originale richiedeva un raffreddamento ad acqua dei magneti,
cinque operatori e pesava circa 300 chili. Il vantaggio però era un aumento della sensibilità rispetto
ad un galvanometro.
Per ulteriori approfondimenti: http://en.wikipedia.org/wiki/ECG
Attività elettrotermica (EDA)
L’ attività elettrodermica (EDA) è stata una delle misure più utilizzate, in alcuni casi abusate, nella
storia della psicofisiologia. Questa misura è stata utilizzata in centinaia di studi psicofisiologici,
psicologici e psichiatrici. Le misure di EDA sono state utilizzate in un ampio spettro di ricerche che
vanno dallo studio dell’attenzione, processa mento dell’informazione alle emozioni o a ricerche
clinica che hanno esaminato la correlazione con comportamenti normali e anormali.
L’applicazione dell’EDA in un range così grande di ricerche è dovuto in parte anche alla relativa
facilità della misurazione e della quantificazione combinata con la sua sensibilità agli stati
psicologici ed ai processi.
L’EDA può essere misurata in due modi:
1) Tecnica esosomatica: una piccola corrente viene fatta passare attraverso la pelle per mezzo
di una sorgente esterna e viene misurata la resistenza al passaggio della corrente;
2) tecnica endosomatica: che misura l’attività elettrica della superficie della pelle senza
nessuna sorgente esterna.
La tecnica più utilizzata è quella esosomatica e la misura utilizzata è la conduttanza cutanea (SC)
che è il reciproco della resistenza cutanea. La tecnica endosomatica misura il potenziale cutaneo,
ma è usata pochissimo quindi non ce ne occuperemo nel seguito.
Lo studio degli effetti psicologici sulle variazioni elettriche della pelle iniziano più di 100 anni fa
nel laboratorio di Charcot, famoso neurologo francese famoso per i suoi studi sull’isteria.
Vigouroux, collaboratore di Charcot, misurò l’attività tonica del livello di resistenza cutanea in vari
pazienti. Nello stesso laboratorio Féré scoprì che facendo passare una piccola corrente tra due
elettrodi posti sulla pelle si potevano osservare variazioni nella resistenza in risposta a stimoli di
varia natura (visivi, acustici etc.).
Per ulteriori approfondimenti: http://en.wikipedia.org/wiki/Electrodermal_response
