EEG

NeuroLab

EEG e polissonografia

O fuso do sono que ninguém desenhou

Aba Hipnograma: arraste o cursor lá para modular este traçado

A oscilação lenta e o complexo K vêm de uma corrente de potássio que depende do sódio acumulado pelos próprios disparos. Ela é o que empurra o córtex ao estado silencioso.

Adaptação por potássio 1.88

Reduzir aprofunda a dessincronização. Entre 0,8 e 0,6 há uma transição abrupta: a amplitude cai de 57 para 7 mV.

Ganho da população piramidal 6.0 mV

O segundo parâmetro que os autores usam para mudar de estágio. Ambos são sensíveis a noradrenalina, serotonina e acetilcolina.

Os fusos nascem aqui. A população reticular hiperpolariza a relé, que desinativa a corrente de cálcio tipo T e responde com um rebote, que realimenta a reticular. Não existe relógio de 14 Hz no modelo.

Vazamento de potássio 0.034

É ele que hiperpolariza o tálamo. A corrente T só desinativa abaixo de -81 mV, mas acima de 0,13 o vazamento é tão forte que a oscilação morre.

Corrente h 0.062

Responsável pelo crescer e minguar do fuso e pelo período refratário entre eles. Reduzir aumenta a frequência de fusos, aumentar espaça.

Janela visível 10 s

Mudar a janela reinicia o registro.

Velocidade tempo real

O traçado corre em tempo real, da esquerda para a direita, como papel de polissonografia. As linhas grossas do papel marcam 1 segundo. Mexer nos controles não reinicia o registro: os parâmetros entram na dinâmica ao vivo, e você vê o traçado mudar de caráter enquanto ele corre.

EEG Tálamo relé Tálamo reticular Corrente h
Grade Fundo
Amplitude –
Média do EEG –
Fusos detectados –
Tálamo relé –
Cálcio –
Ativação h –

Modelo de massa neural talamocortical de Schellenberger Costa M, Weigenand A, Ngo H-VV, Marshall L, Born J, Martinetz T, Claussen JC (PLoS Comput Biol. 2016;12(9):e1005022), com o módulo cortical de Weigenand A e colaboradores (PLoS Comput Biol. 2014;10:e1003923). A cinética da corrente de cálcio tipo T segue Destexhe e colaboradores (1996) e a da corrente h segue Chen e colaboradores (2012).

Artigo

Leia a explicação completa antes ou durante o experimento — o simulador continua rodando enquanto você lê.

Abrir artigo completo

Roteiro de prática

Do neurônio ao traçado: construindo o fuso do sono

Oito experimentos guiados no simulador. Ao final você deve conseguir explicar, sem olhar a resposta, por que o fuso de sono não é um metrônomo — é um efeito colateral de dois núcleos conversando — e reconhecer no traçado real o que muda quando cada peça desse circuito falha.

Duração estimada: 55 minutos · Pré-requisitos: potencial de ação, corrente de cálcio tipo T, ritmos corticais

Antes de começar: o que você está vendo

O traçado tem quatro canais correndo no mesmo eixo de tempo:

EEG (córtex): o que um eletrodo de escalpo registraria — é a soma da atividade da população piramidal.

Tálamo relé: o núcleo que repassa informação para o córtex e recebe de volta a ordem para se calar.

Tálamo reticular: o núcleo inibitório que hiperpolariza o relé — é aqui que o fuso nasce.

Corrente h: a corrente lenta que faz o fuso crescer e depois murchar sozinho.

Mexer nos controles não reinicia o registro — os parâmetros entram na dinâmica ao vivo, então você vê o traçado mudar de caráter em tempo real, não recomeçar do zero.

01 Da vigília ao sono profundo: a primeira leitura

Clique nos cenários N2 · sono leve e depois N3 · sono profundo, deixando o traçado correr uns 10 segundos em cada um antes de anotar.

Cenário Amplitude do EEG Fusos detectados
N2 · sono leve__________
N3 · sono profundo__________

1. A literatura descreve N3 com cerca de 94% de ondas delta e amplitude por volta de 39 mV. Seu registro bateu perto disso?

2. Olhando só o canal Tálamo reticular (linha rosa), o que muda visualmente entre os dois cenários — a altura dos picos, ou a frequência com que eles aparecem?

02 Adaptação por potássio: a queda abrupta do córtex

Com o cenário N3 ativo, arraste devagar o slider Adaptação por potássio (card “O córtex”) de 2.0 até 0.3, pausando a cada 0,1 para observar a amplitude do canal EEG.

Valor do slider Amplitude aproximada (mV)
1,88 (padrão N3)_____
0,80_____
0,60_____

1. Entre 0,8 e 0,6 existe uma transição abrupta: a amplitude cai de cerca de 57 para 7 mV. Você conseguiu ver essa “queda de penhasco”, ou o traçado mudou de forma gradual?

2. Essa corrente depende do sódio acumulado pelos próprios disparos do neurônio. O que isso sugere sobre por que o córtex não consegue ficar sincronizado indefinidamente?

03 Ganho da população piramidal: o segundo controle do estágio

Restaure o cenário N3. Agora mexa só no slider Ganho da população piramidal (o segundo controle do card “O córtex”), do valor 6,0 até 2,0.

1. O enunciado do simulador diz que este e o parâmetro de adaptação por potássio são “os dois parâmetros que os autores usam para mudar de estágio”, e que ambos são sensíveis a noradrenalina, serotonina e acetilcolina. Clinicamente, que tipo de substância ou situação (ex: um estimulante, uma privação de sono) você esperaria que empurrasse esses dois parâmetros na mesma direção?

2. Diminuir o ganho piramidal muda a amplitude, a frequência dos fusos, ou as duas coisas? Anote o que você observou antes de continuar.

04 Vazamento de potássio: abolindo o fuso

Restaure N3. No card “O tálamo”, suba devagar o slider Vazamento de potássio de 0,034 até o máximo (0,2), observando o canal Tálamo reticular (rosa) e o contador “Fusos detectados”.

Vazamento de potássio Fusos ainda aparecem?
0,034 (padrão)_____
0,10_____
0,16_____

1. A ficha técnica do modelo registra que em 0,16 os fusos são abolidos — a razão de detecção cai de 14,2 para 0,3. Seu contador confirmou isso?

2. O texto do simulador explica: “a corrente T só desinativa abaixo de -81 mV, mas acima de 0,13 o vazamento é tão forte que a oscilação morre.” Em suas palavras, por que um vazamento forte demais impede o tálamo de sequer começar a oscilar?

05 Corrente h: moldando a forma do fuso

Restaure N3. Mexa no slider Corrente h entre 0,01 e 0,2, olhando tanto a frequência (quantos fusos por 10 s) quanto o espaçamento entre eles.

1. O simulador afirma que reduzir a corrente h aumenta a frequência de fusos, e aumentar a corrente h espaça mais os fusos. Seu experimento confirmou essa relação inversa?

2. Este parâmetro é descrito como responsável pelo “crescer e minguar do fuso e pelo período refratário entre eles.” Que estrutura biológica esse “período refratário entre fusos” pode representar num exame real — por que o cérebro não devia gerar fusos sem parar?

06 Contando fusos: do olho clínico ao detector automático

Compare, sempre deixando rodar 10 segundos completos: Sem fusos, Mais fusos e Menos fusos.

Cenário Fusos detectados em 10 s
Sem fusos_____
Mais fusos_____
Menos fusos_____

1. O contador do simulador usa um envelope de amplitude com um período refratário para não contar o mesmo fuso duas vezes. Em algum momento você achou que o contador errou — contou de menos ou de mais do que você via a olho nu?

2. Por que um sistema de detecção automática de fusos (como os usados em polissonografia real) precisa desse tipo de “período de espera”, e não só de um limiar de amplitude?

07 Mapa de escalpo: de onde vem o sinal que você registra

Troque para a visão Mapa de escalpo. Gire o slider Orientação do eixo do dipolo de -180° a 180°, observando os seis eletrodos (Fp1, Fp2, C3, C4, O1, O2).

1. Em qual orientação Fp1/Fp2 (frontais) ficam com o maior sinal, e em qual O1/O2 (occipitais) dominam? Anote os dois ângulos.

2. O texto do simulador é explícito sobre uma limitação: o modelo é uma fonte pontual única, e este mapa não é uma montagem clínica real de 12 derivações. Por que essa diferença importa se você fosse comparar este simulador com um EEG de verdade?

08 Ligando ao hipnograma: a noite inteira ao vivo

Abra a aba Hipnograma da noite, escolha o cenário Adulto típico e clique em Simular. Depois volte para Traçado ao vivo e arraste o cursor no hipnograma.

1. Observe o rótulo abaixo dos Cenários mudar (ex: “NREM · profundidade 70% — perto de N3”). O traçado do EEG muda sozinho enquanto você arrasta, sem você tocar em nenhum slider. Explique, com suas palavras, o que esse “traçado mudando sozinho” representa fisiologicamente.

2. Arraste o cursor até um trecho marcado como vigília ou REM. O rótulo avisa que o modelo “não reproduz REM” e mostra o estado dessincronizado como aproximação. Por que seria enganoso interpretar esse trecho como se fosse um REM real?

Síntese final: em uma frase, explique por que o fuso do sono deste simulador não tem “relógio de 14 Hz” nenhum escondido no código — e de onde a frequência realmente emerge.