Las neuronas se comunican con potenciales de acción (PA) que recorren el axón. En la sinapsis, el PA libera neurotransmisores que generan potenciales postsinápticos (PPS), excitadores o inhibidores, en las dendritas de la neurona siguiente. El EEG recoge la suma de muchísimos eventos, pero no todos se suman igual de bien.
Porque son muy breves (~1 ms), locales y bifásicos, y los axones apuntan en direcciones variadas. Además, el campo de un PA decae con la distancia más rápido que el de un dipolo. Al sumar miles de neuronas, la fase positiva de una cae sobre la negativa o el silencio de otra, y se cancelan. Los PPS son lentos y sostenidos: con pequeñas diferencias temporales siguen solapándose. Por eso el EEG refleja sobre todo potenciales postsinápticos sincronizados.
Cuando un neurotransmisor excitador abre canales en la dendrita apical, entran cargas positivas (Na⁺). El espacio extracelular de ese punto queda negativo: es un sumidero de corriente (−). La corriente recorre el interior de la neurona y sale sobre todo cerca del soma, que actúa como fuente (+). Dos polos de signo opuesto separados en el espacio forman un dipolo.
| Sinapsis | Localización | Superficie |
|---|---|---|
| Excitadora | Apical | − negativa |
| Inhibidora | Apical | + positiva |
| Excitadora | Junto al soma | + positiva |
| Inhibidora | Junto al soma | − negativa |
No solo con la polaridad. Una negatividad en superficie es compatible con un PEPS en la dendrita apical y con un PIPS cerca del soma. Para interpretarla necesitas saber dónde llegan las sinapsis (anatomía de la vía) y combinarla con otras fuentes de información.
El dipolo de una sola neurona es minúsculo. El EEG solo detecta actividad cuando millones de piramidales vecinas, colocadas en paralelo y perpendiculares a la superficie, reciben entradas a la vez. Se estima que hacen falta varios centímetros cuadrados de corteza activa de forma sincrónica para obtener una señal clara en el cuero cabelludo. Sus dipolos se suman como flechas: si apuntan igual y oscilan juntas, la flecha total crece; si no, se cancelan.
Por su profundidad, y sobre todo porque sus neuronas no forman capas paralelas: generan campos cerrados cuyas corrientes se cancelan. La corteza, con sus piramidales en empalizada, es la gran fuente del EEG.
Las piramidales se disponen perpendiculares a la superficie cortical, pero la corteza está plegada. En la cresta de un giro su dipolo apunta hacia el cuero cabelludo (radial). En la pared de un surco apunta hacia un lado (tangencial). En el fondo del surco vuelve a ser radial, pero más lejos de los electrodos.
Porcentajes relativos a la misma región activa colocada en la cresta de un giro (EEG) o perfectamente tangencial (MEG).
Entre ambos, bajo la línea de voltaje cero, no bajo el máximo. Por eso leer una topografía como “la actividad está donde el voltaje es mayor” puede llevar a conclusiones equivocadas.
El campo eléctrico atraviesa corteza → líquido cefalorraquídeo → hueso → cuero cabelludo. El cráneo conduce la corriente mucho peor que el cerebro (entre unas 15 y 80 veces peor, según las estimaciones), así que la señal llega atenuada y difuminada: el patrón general del dipolo se conserva, pero se ensancha.
La actividad de alta frecuencia suele ser muy local (parches pequeños de corteza). El cráneo actúa como un filtro espacial paso bajo: los patrones finos se difuminan y su amplitud en el cuero cabelludo cae por debajo del ruido.
Este es el problema directo: si conocemos la fuente (posición, orientación y amplitud) podemos calcular la topografía que produce, y la solución es única. Añade dipolos, muévelos y gira su orientación para ver cómo cambia el mapa.
Modelo: esfera conductora homogénea de 9 cm de radio, con un filtro que imita el difuminado del cráneo. Los voltajes se calculan con una referencia ideal (en el infinito); en un registro real, cambiar la referencia desplaza todos los valores y puede cambiar mucho el aspecto del mapa. Los ejemplos de ERP son simplificaciones: el P300, por ejemplo, tiene generadores distribuidos. Los análisis reales usan modelos de cabeza de varias capas (BEM o FEM), a menudo a partir de la resonancia del participante.
Ahora al revés: tienes una topografía y quieres saber qué la produjo. Este es el problema inverso, y no tiene una única solución: combinaciones de dipolos muy diferentes pueden producir mapas casi idénticos. Intenta imitar el objetivo moviendo tus dipolos y luego mira la solución alternativa.
Los datos por sí solos no pueden decidirlo. Depende de lo que asumas: el modelo de dipolo equivalente prefiere pocas fuentes focales; MNE prefiere la menor energía total; LORETA, la distribución más suave. La topografía no revela la fuente directamente: es una pista que hay que interpretar con conocimiento previo.