Dottorato di ricerca in Scienze Medico-Veterinarie

Ciclo XXIX Settore Scientifico Disciplinare VET08-Clinica Medica Veterinaria

IMPIEGO DELL’ELETTROENCEFALOGRAFIA (EEG) NELLO STUDIO DELLE FASI INTERITTALI

DELL’EPILESSIA CANINA

USE OF ELECTROENCEPHALOGRAPHY (EEG) TO STUDY INTERCRITICAL PERIOD OF CANINE EPILEPSY

Coordinatore:

Chiar.mo Prof. Attilio Corradi

Tutor: Chiar.mo Prof. Maurizio Dondi

Dottorando: Fabio Biaggi

INDICE ABSTRACT……………………………………………………………………………………….01INTRODUZIONE……………………………………………………………………………….02

1. EPILESSIA1.1 Definizione………………………………………………………………………………041.2 Cennistoricisull’epilessia………………………………………………………..051.3 Fisiopatologiaepatogenesidell’epilessia………………………………..121.4 Classificazionedellecrisiepilettiche………………………………………..17

2. ELETTROENCEFALOGRAFIA(EEG)

2.1 Evoluzionestoricadell’EEG………………………………………………………232.2 CennidianatomiaefisiologiadelSistemaNervosoCentrale……292.3 Neurofisiologiadell’attivitàelettricacerebrale………………………..362.4 Originedelleondecerebrali…………………………………………………….442.5 Posizionamentodeglielettrodi:SI10-20………………………………….452.6 Derivazioniemontaggi…………………………………………………………….502.7 SemeiologiaEEGdibase………………………………………………………….542.8 Artefatti…………………………………………………………………………………..592.9 Classificazioneelettro-clinicadellecrisiepilettiche…………………..66

3. RISONANZAMAGNETICA(RM)

3.1 Introduzioneeprincipi……………………………………………………..713.2 Sequenze………………………………………………………………………….723.3 Sequenzeconvenzionali……………………………………………………723.4 Sequenzerapide……………………………………………………………….763.5 Sequenzeultrarapide……………………………………………………….78

4. MATERIALIEMETODI4.1 Tipodistudio……………………………………………………………………794.2 Obiettivodellostudio……………………………………………………….794.3 Disegnodellostudio…………………………………………………………794.4 Criteridiinclusioneedesclusione……………………………………..794.5 Animali…………………………………………………………………………….804.6 Metodideitest…………………………………………………………………814.7 Risultati……………………………………………………………………………854.8 Stimadiaccuratezzadiagnostica………………………………………864.9 Discussione………………………………………………………………………88

BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………………………….89

1

ABSTRACT

Electroencephalography (EEG) is a functional test that studies the spontaneous

electromagnetic potential field of brain as a wave pattern. Currently, EEG in the

diagnosticprotocolfortheCanineIdiopathicEpilepsyisconsideredasadditionalor

add-ontest.Thismeansthatasathirdleveltestmustbeperformedaftermagnetic

resonanceimaging(MRI)andcerebrospinalfluid(CSF)examinations,asindicatedin

"International Veterinary Task Force Consensus Proposal: diagnostic approach for

epilepsyindogs"(DeRisio,2015).

TheaimofthisworkistoevaluatethediagnosticaccuracyoftheEEGtestcarriedout

intheinterictalperiodofcanineidiopathicepilepsy.Forthisobjectiveweanalyzed

EEG,MRIandLCRdatacollectedonasampleof152dogswithepilepsy.Basedonthe

resultswecalculated:predictivepositive index (IPP)andpredictivenegative index

(IPN),sensitivity(SB)andspecificity(SP)ofEEG.

Thevaluesoftheseindicesfortheidiopathicepilepsyindogswere:IPP=0,84;IPN=

0,95;SB=0,88;SP=0,94.TheseresultsunderlineaveryhighsensitivityofEEGto

correctly diagnose 88% of real idiopathic epilepsy dog. Furthermore, the very

significantvalueofthepredictivenegativeindexindicatesthat91%ofanimalswith

anegativeEEGtestaretruehealthyforthisdisease.Inconclusion,iftheresultofthis

studywillbeconfirmedinthefuturebyadditionalstudies,thiscouldleadtousing

theEEGastierIIconfidenceleveltestorscreeningtest,alsobeforeuseofMRIand

LCRtests,inthediagnosisofcanineidiopathicepilepsy.

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INTRODUZIONE

L’elettroencefalografia(EEG)èunesameelettrodiagnosticoimpiegatonellostudiodi

diversemalattieneurologichedioriginecentraledell’uomoedeglianimali.Perlasua

natura non fornisce informazioni eziologiche, ma esclusivamente funzionali delle

strutture nervose cerebrali e, in rari casi, sull’origine neuro-anatomica delle

anomalie.Questatecnicastudial’espressionedell’attivitàelettricaspontaneadella

cortecciacerebralesottoformadipatternondulatorideipotenzialielettrici.L’EEG

permette di analizzare l’attività elettrica cerebrale in diverse condizioni come la

veglia, il sonno, o in alcune condizioni patologiche d’attivazione corticale.

Inizialmente fu impiegata per lo studio delle diverse forme di epilessia e

successivamentefuestesaatuttiicasidilesionecerebrale,datalabassainvasivitàe

lafacilitàdiapproccioconilmalato.L'elettroencefalografiaèquindil'unicatecnica

chepermetteunmonitoraggioneltempodellafunzionecerebraleepuòevidenziare

anomaliefunzionaliancheinassenzadilesionistrutturalidocumentabili.

Inmedicinaumanailsuoimpiegonellostudiodell’epilessiaèancoraoggidiprimaria

importanza e, fino all’avvento delle moderne tecniche di neuroimaging, è stato

considerato il migliore strumento non invasivo per la localizzazione delle lesioni

cerebralifocalielacaratterizzazionedelleencefalopatiediffuse.Anchesenegliultimi

decenniquestatecnicadiagnosticaèstatasostituita inmolticampidallemoderne

tecnichedineuroimaging, il suo impiegononèdiminuito,anzistaaumentando in

altre situazioni cliniche e con altre finalità. Infatti, per la sua elevata risoluzione

temporale, lascarsa invasivitàed ilbassocostodiesecuzione, l’EEGèsemprepiù

utilizzatonelmonitoraggiodell’attivitàcerebraleinsalaoperatoria,nelleunitàdicura

intensiva e nei centri di medicina d’urgenza, oltre che nel classico studio e

monitoraggiodell’epilessiaidiopatica(Wilner,2013).

InMedicinaVeterinaria,anchesel’EEGèimpiegatodamoltotempo,lepubblicazioni

scientifiche sull’argomento sono scarse, e difficilmente confrontabili a causa

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dell’assenza di protocolli standardizzati d’esecuzione (Fox 1967; Klemm, 1968;

Klemm,1972;Pellegrino,2004).Tuttaviainquestiultimiannil’usodell’EEGnelcane

hasuscitatoestasuscitandosemprepiùinteresseclinico.Giànel1970alcunistudiosi

si interessaronoall’applicazionedella tecnicaelettroencefalograficanel cane (Fox,

1967).Successivamente,conlosviluppodeglielettroencefalografidigitalieconloro

particolari software dedicati, sono stati pubblicati studi approfonditi su

classificazione elettro clinica, sviluppo e uso dell’EEG nel controllo della terapia

dell’epilessia canina (Lan, 1990; Berendt 1999; Bergamasco 2003; Kis, 2014;

Brinkmann,2015;).

Il presente lavoro ha lo scopo di calcolare specificità e sensibilità del test EEG

analizzandoidatiraccoltisuuncampionedi152caniconepilessia.Latecnicausata

eirisultatiottenutisarannodiseguitodescrittiediscussidopoun’accuratareview

sullo statoattualedelle conoscenze sull’epilessia canina eunadescrizione teorica

dell’elettroencefalografiaedellesueapplicazioniinmedicinaumanaeveterinaria.

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1.EPILESSIA

1.1Definizione

L’epilessianell’uomoèconosciutasindaitempipiùantichie,nellediverseculture,

l’uomo ha cercato di spiegarla facendo riferimento a fenomeni sovrannaturali. Il

termine “epilessia” deriva dal greco “epilambànein”, che significa essere colti di

sorprese,rapiti,possedutidaunasindromeouninsiemedisintomicausatidauna

grandevarietàdimalattieneurologiche.Questoterminenonindicaunaspecificaed

univocapatologia,mabensìun insiemedipatologiecerebrali complesse,conuna

vasta gamma di cause e manifestazioni cliniche. Quindi la condizione necessaria

affinchésipossaparlarediepilessiaèlapresenzaelaricorrenzaneltempodicrisi

epiletticheoconvulsive(Berg,2010a).

La prima doverosa distinzione concettuale e terminologica si deve fare fra “crisi

epilettica” ed “epilessia”. Secondo la definizione adottata dalla ILAE, il termine

inglese “epileptic seizure”, tradotto in italiano letteralmente con “crisi epilettica”,

definisce la transitoria manifestazione di segni clinici che riflettono un’abnorme,

eccessiva e ipersincrona, attività neuronale a livello cerebrale. In questa nuova

definizione viene introdotto il concetto che le crisi epilettiche possano originare

anchedastrutturesottocorticalienonsolodallacortecciacerebralecomesiriteneva

finoaqualchetempofa.

Iltermineepilessiainvecedefinisceunamalattiacronicadell’encefalo,caratterizzata

dal ricorrere di crisi convulsive nel tempo (Fisher, 2005; Blume, 2001). L’epilessia

quindi, piuttosto che una specifica malattia, è un “termine ombrello” usato per

indicareuncomplessoeterogeneodipatologie.Sarebbeforsedunquepiùcorretto,

comeaccadeinmedicinaumana,parlaredi“epilessie”,alplurale,piuttostochedi

epilessiafacendopensareadunaspecificaedunivocapatologia.Inoltrevadettoche

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il termine “convulsione” è considerato non scientifico,ma proprio del linguaggio

parlato,pur indicandoconcettualmenteunacrisiepilettica.Quindi ledizioni “crisi

epilettica”, “crisi convulsiva” possono grossolanamente essere considerati

concettualmente come sinonimi, tuttavia dal punto di vista terminologico è più

correttoparlaredi“crisiepilettica”.

Ladrammaticitàdiunacrisiconvulsivaèpercepitadalproprietariocomeunevento

catastrofico, rispetto al quale si sente sgomento e impotente, con un impatto

emotivoavoltedevastante.

In medicina umana, la dimostrazione di un’avvenuta crisi epilettica si fonda sul

riconoscimento della sintomatologia clinica, associato alla documentazione di

un’abnormeattivitàelettricacerebrale,tramitel’elettroencefalografia(VediCap.II).

Diversamentedaquantoaccadenell’uomo,nellaquotidianapratica veterinaria le

crisi epilettiche si riescono a documentare principalmente sulla base della

fenomenologiaclinica.Perquestomotivo,lalorodocumentazionenonpuòarrivare

alla precisionedellamedicina umana, tantopiù che anchenegli animali, esistono

manifestazioniparossisticheche, inassenzadiunriscontroelettroencefalografico,

fannodiscuterecircalaloropresuntaorigineneurologica.

1.2Cennistoricisull’epilessia

Nell’antica Grecia l’intera tradizione culturale da Omero ad Erodoto, la religione

popolare,ladottrinamedicastessa,comesierasviluppataadoperadeisacerdoti-

medicineitemplidiAsclepio,concepivanocomenormaleundirettointerventodella

divinitàsullosviluppodellemalattie,comeappuntol’epilessia.Quindilacomparsadi

un fattore divino, o in ogni modo trascendente, come diretto protagonista dei

fenomeninaturali,annullavadifattolapossibilitàdapartedell’uomodicomprendere

laveracausadelfenomenoe,perottenerelaguarigionedaquestamalattia,eracosì

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invocato l’aiuto della divinità (Iannaccone, 2000a). Tra i più antichi rituali di

guarigioneutilizzatiinGreciaperguarirel’essereumanodall’epilessia,varicordatala

“praticadell’incubazione”,checonsistevanelfardormiresopraunalastradipietra

l’individuo affetto da epilessia nel tempio d’Esculapio, il Dio dell’arte medica,

attendendonelaguarigione(Magliano,1994).

Nonostante le interessanti e innovative descrizioni cliniche dell’epilessia di molti

autori del passato, le cure di questa patologia continuarono permolto tempo ad

avere forti connotazioni magiche. Per esempio era unanimemente considerata

fondamentalel’influenzadellalunapienasullaricorrenzadegliattacchiepilettici.Per

curarequestamalattiasiutilizzavanofrequentementeisemieleradicidellapeonia,

sifacevagrandeusodellapolveredelleossadicranioedisangueumano.Aquesto

proposito,vieraanchel’usanzanelpassato,com’ètestimoniatodaPlinioilVecchio,

dicospargeredisangueumanolaboccadiunepiletticoodifarglisucchiareilsangue

che usciva dalla bocca di un gladiatore morente per trarne risultati terapeutici

(Iannaccone,2000b).

Il primo grande autore del passato a rifiutare il carattere sovrannaturale delle

malattiementali fu ilmedicogreco IppocratediCos, il quale tra l’altro scrisseun

trattatosull’epilessia“Demorbosacro”nelVseca.C.(Armocida,1993). Ippocrate,

opponendosiallatradizioneculturalealuiprecedente,indicòunnuovoapproccioalla

malattia,unapproccioscientificochenonescludevaladivinitàdallavitadell’uomo

macherifiutavalapresenzadirettaepersonaledeldivinonellanatura.

Gliscrittiippocratici,databiliintornoalVealIVsecoloa.C.enontuttiattribuibilial

grandemedicogreco,sonoricchid’innovatriciteoriesullapatologiagenerale,edin

particolare sulle patologie del cervello. Nel Corpus Ippocratico vi sono molti

riferimenti all’epilessia e alle convulsioni,ma in questo caso è il libro sul “Morbo

Sacro” che riveste il maggior interesse. Il Trattato sull’epilessia o Morbo Sacro,

com’eraappuntodefinital’epilessiaaitempidiIppocrate,risultanonsoloesserela

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prima descrizione non fantastica della crisi epilettica, ma rileva anche sottili

differenzetralediversemanifestazioniclinichediquestamalattia.Nellaprimaparte

diquestotestoèevidenteiltentativod’Ippocratedifarcapirechequestamalattia

nonavevanulladidivino,nédidemoniaco,macheerasimileatantealtremalattiee

quindi provocata da una causa naturale. Secondo Ippocrate l’affermazione che

l’epilessiafosseunmorbosacroconsentivaagliantichimedicidicrearsiunalibiper

l’insuccessodellaterapia,cheinrealtàeradovutoall’ignoranzacircaleverecause

dell’epilessia. Di conseguenza i medici greci consigliavano una gran varietà di

trattamentitracuilepurificazioni,gliincantesimiel’astinenzadacerticibiebagni.

Per l’inefficacia di questi trattamenti erano incolpati gli Dei, e ilmedico quindi si

sottraevadaogniresponsabilità.

L’altrosignificativocontributoallaconoscenzadell’epilessiafornitodaquest’opera

ippocraticaèrappresentatodall’affermazionecircalebasifisiologichedeldisturbo.

InfattinellasecondapartedeltrattatoIppocrateaffermacheilcervelloèlasededi

tale malattia e di tutte le malattie mentali, con la possibilità di analizzarne i

meccanismi e di curarla senza alcun ricorso a superstizioni e magia. Il cervello,

presentato da Ippocrate nella triplice dimensione psicologica-fisiologica-

patogenetica,èpostocomealternativaoffertadalsaperescientificoallecredenze

tradizionalieallasuperstizione.InparticolareinquestotestoIppocrate,perspiegare

l’originediquestamalattia,utilizzalasuafamosa“teoriaumorale”secondolaquale

lostatonormaledell’essereumanoconsisteva inunequilibriodi“umori”: flegma,

bilenera,bilegiallaesangue.Secondo Ippocrate l’equilibriomentalediunessere

umano si realizzava nelmomento in cui tali umori rimanevano legati ai composti

organicicuiavevanodatoorigine,equestiultiminonvenivanolesioalterati.Nelle

pagineippocratichetroviamoiltentativodispiegarel’epilessiacomeuneccessodi

“flegma”,provocatodaraffreddamenticheportanoadunasecrezioneeccessivadi

mucodapartedel cervello. Inoltrenelladeterminazioneedescrizionedello stato

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patologico, accanto alla teoria umorale, Ippocrate dava importanza ad una serie

d’altrifattoritraiquali:fattorianatomici,dietetici,geograficiepsicologici(Rosselli,

1996).AdIppocratesidevetral’altrol’averposto,attraversolasuaattivitàdiricerca,

lebasidellaneurologiascientifica,senzapoterinrealtàapprofondireisuoistudie

giungere a risultati concreti permancanzadi strumenti e per ilmancato sviluppo

d’altrediscipline,nonriuscendoadottenerecosìsulpianopraticolatantodesiderata

vittoriasullasuperstizione.

Gli studie leosservazionisull’epilessiasubironoun lungoperiododi stasidurante

tuttoilMedioevo,epocanellaqualelaspiegazionerazionaledeifenomenimorbosi

fuabbandonataafavorediunaconcezionedemonologicachesembravafarritornare

lamedicinainepocapre-ippocratica.Inquestoperiodogliepiletticieranoconsiderati

“posseduti dal demonio” e contagiosi per i propri simili e questo fece sì che si

diffondesseroovunquepratiched’esorcismomoltoviolente,chespessoprovocavano

lamortedell’ammalato,echeilfanatismoreligiosocondizionassecompletamenteil

trattamento di questi particolari pazienti. Non era infrequente inoltre che donne

epiletticherimasteincintevenisserosepolteviveconlapropriaprole,echegliuomini

fossero brutalmente castrati. Le pratiche tradizionali e magiche continuarono ad

essereutilizzateancorapersecoliearappresentareleunichesperanzediguarigione

pergliepiletticid’ognidove.

Quindiconnessunsuccessoterapeuticoeconquestidiscutibilisistemisiarrivòalla

prima metà del diciannovesimo secolo, che deve essere considerata l’epoca

fondamentaleperladiagnosielaterapiadell’epilessia.Dopoiprimistudiscientifici

delsecoloeffettuatidalfranceseBravaisnel1827,fuJacksonchenel1861affermò,

con la sola osservazione clinica, che la crisi epilettica dipende da “una scarica

occasionale, improvvisa, eccessiva e rapida, localizzata nelle cellule nervose della

materia grigia” (Jackson, 1931). Gli studi di Jackson permisero di porre le basi

neurofisiologicheper lacomprensionedellascaricaepiletticaeper lanascitadella

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chimicadi sintesi, quindi per la terapia dell’epilessia.Difatti nel 1912Hauptmann

introdusseinterapiailfenobarbitale,uncompostoconun’attivitàanticonvulsivante

intensaepocotossico(Hauptmann,1912).

NeiprimidecennidelNovecentoigrandiprogressidell’anatomiaavevanoportatoa

comprendere i principi organizzativi della struttura generale e microscopica del

sistemanervosocosìcomeleindaginidiagnostichecompironouneccezionalepasso

inavanti.LedimostrazionidiGalvaniepoidiAldinisull'elettricitàanimaleeranostate

definitivamenteconfermateentrolaprimametàdell'OttocentodaMatteuccieDu

BoisReymond,epiùtardidaHermann,supreparatisperimentalidinervoemuscolo.

Solonel1875RichardCaton(1842-1926)presentòallariunionedellaBritishMedical

Associationl'evidenzadivariazionidipotenzialeelettricoevocatenellacortecciadel

coniglioedellascimmiadavaritipidistimolazionesensoriale,poipubblicatanello

stesso anno (Caton, 1875). L'evidenziazione delle piccole variazioni di potenziale

evocatedaglistimolifuresapossibiledall'impiegodiungalvanometroaspecchioil

cuiraggioriflessovenivaproiettatoadistanzasullaparete.Grazieaquestosistema

diamplificazioneottica,Catonfuingradodiosservarepiccolefluttuazionispontanee

del potenziale che egli analizzò modificando la disposizione degli elettrodi di

registrazione, confermandone la costante presenza abolita solo dalla morte

dell’animale. Si trattava della prima dimostrazione dell'attività spontanea della

corteccia cerebrale, che è alla base dell'elettroencefalogramma (EEG). La limitata

risonanza che ebbero questi dati nell' ambiente dei fisiologi fece sì che l'attività

spontanea corticale fosse successivamente «riscoperta» da altri ricercatori ignari

dellaprecedentepubblicazionediCaton.TuttaviasidevealtedescoBergerlaprima

registrazionenel1921dell’attivitàelettricacelebralenell’uomo.Berger,psichiatra

pressol'UniversitàdiJena,iniziòglistudicheloportaronoallamessaapuntodella

registrazionedell'EEGdell'uomoall'etàdi52anni,nel1925,epubblicòilprimolavoro

nel1929(Berger,1929).Inquestapubblicazioneeinquelledegliannisuccessivisi

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dimostravachel’attivitàdominante,ilritmodaluidefinito“ritmoalfa”,difrequenza

intornoai9-10Hz,registrabileconelettrodipostisullasuperficiedelcuoiocapelluto

incondizionidi riposoadocchichiusi,eraeffettivamentegeneratodallacorteccia

cerebrale e mostrava una specifica reattività alla apertura degli occhi, che la

sopprimeva. Questa risposta del ritmo alfa, come presto Berger dimostro, non è

specificamentelegataallastimolazionevisivageneratadallaaperturadegliocchiné

adalcunaltrospecificotipodistimolazione,maallacondizionediallerta.Inizialmente

irisultatidellericerchediBergernonvenneroaccolticongrandeentusiasmodalla

comunità scientifica. Il merito del superamento della diffidenza che circondava

l’opera di Berger è dovuto ad un grande scienziato inglese, Lord Edgar D. Adrian

(1889-1977), che nel 1933 ripeté gli esperimenti di Berger confermando

inoppugnabilmente le sue osservazioni (Adrian, 1934a). Negli anni successivi, la

tecnica di registrazione dell'EEG fu messa a punto in vari laboratori europei,

statunitensi e canadesi, e nel dopoguerra, ormai riconosciuta come tecnica

diagnostica irrinunciabile, essa raggiunse rapidamente diffusione ubiquitaria nei

servizi di neurologia. A tutt'oggi l'EEG rappresenta un presidio diagnostico

fondamentaleperladiagnosielostudiodell’epilessia,grazieall'estremasensibilità

nella rilevazionedelle scarichedurante le crisi e di alterazioni significative in fase

inter-critica o inter-ittale (Vedi CAP II). Su queste basi fu finalmente possibile

interpretare la cospicua mole di informazioni empiriche sulla fenomenologia

epilettica, acquisita nel corso dei secoli, secondo una visione biologica coerente

basatasucorrelazionitradisfunzionediunadeterminataregionedelsistemanervoso

centraleelospecificosintomoepiletticochenederiva.

In medicina veterinaria lo sviluppo delle conoscenze sull’epilessia ha seguito un

percorso analogo. In passato gli animali sono stati usati comemodello di studio

dell’epilessia nell’uomo, provocando in laboratorio traumi o lesioni intracraniche,

osservandoestudiandol’istaurarsidellacrisiepilettica.Ancheinstudirecentiilcane

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vieneutilizzatocomemodellodistudioperl’epilessiaumana(Potschka,2013).Già

verso la fine dell’800 si parlava di epilessia negli animali domestici con diversi

esperimenti descritti. Per esempio Brown-Séquard si accorse che alcune lesioni

provocate a livello dimidollo spinale e nel peduncolo cerebrale potevano essere

sufficientiaprovocareepilessianeglianimali.SeguìlateoriaanemicadiKiissmaule

Tenner,iqualiscoprironocheformedianemiaalivellocerebraleeranostrettamente

correlateacrisiepiletticheneglianimali.Ziehendimostròchel’irritazionedellaparte

posterioredeicorpiquadrigeminierasufficienteacausareepilessia,infineHorsely

scoprìchel’irritazionedellacortecciacerebraleeralacausadellacomparsadicrisi

epilettiche generalizzate tonico-cloniche (Easton, 1892). Nel 1923 un gruppo di

medici sotto la guida del Dr. Frederick Tilney sviluppò uno studio critico della

letteratura sull’epilessia negli animali, mettendo in luce tutte le teorie e le

contraddizioni presenti su questo argomento, cercando di chiarire eziologia e

meccanismobiochimicosottostantelacrisiepilettica.Tilneydimostròcheanchenegli

animali l’epilessia è causata da una iperattività della corteccia cerebrale (Elsberg,

1923). SuccessivamentePike e Elsbergosservarono l’instaurarsi di crisi convulsive

toniche-cloniche ingiovani gattiprividi cortecciamotoria,questopermise lorodi

supporrecausesottocorticaliedextracranichecomepossibilifattoriresponsabilidi

epilessia(Pike,1925).

Attraversoquestolunghissimo,spessotragicoedolorosoviaggio,chehadivoltain

voltaattraversatoiconfinidell’indecifrabile,dellapresenzadivina,dellamagiaedel

diabolico, l’epilessia è divenuta oggi una malattia socialmente accettabile,

diagnosticabileecurabile.

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1.3Fisiopatologiaepatogenesidell’epilessia

Nelmeccanismodisviluppodiunacrisiepiletticarivesteunruolodifondamentale

importanza losquilibrio tra imeccanismidieccitazioneedi inibizionea livellodei

neuroni cerebrali. Lacaratteristica salientedi tutte lecrisiepiletticheè l’aumento

persistentedell’eccitabilitàneuronale(Platt,2014).

Nel XX secolo le conoscenze sulla morfologia e sulla funzione dell’elemento

fondamentaledel tessutonervoso, ilneurone,si sonoarricchitenotevolmente.La

microelettrofisiologia, per mezzo di registrazioni microelettriche (intra- ed

extracellulari) dell’attività elettrica dei singoli neuroni, ha dato importanti

informazionisullagenesidell’impulsonervoso.Ilneuronevienedefinitocomeuna

cellulaattiva, inequilibriodinamico,cheimpiegaunanotevolequantitàdienergia

permantenereilpotenzialedimembranadi-70mVolt,grazieallavorodiparticolari

proteine transmembrana (pompe ioniche cellulari) che mantengono contro

gradiente di concentrazione cariche elettriche, costituite da ioni (Na+, K+ e Cl-),

all’internooall’esternodellacellula.Inparticolarelepompecellularimantengonoun

eccesso di cariche positive extracellulari, mentre l’interno della cellula viene

mantenutonegativoformandounequilibriodinamicodi-70mvolt.

Lo stato di equilibrio dinamico di una cellula nervosa può venire modificato

dall’azionedialtrecelluleattraversoglieffettiprodottidaneurotrasmettitoriliberati

nelle sinapsi dendritiche. La liberazione di un neurotrasmettitore eccitatorio o

inibitorio nello spazio inter-sinaptico produce una modificazione limitata del

potenziale di membrana, causando, rispettivamente, una depolarizzazione o una

iperpolarizzazione locale. Il più importante neurotrasmettitore con funzione

eccitatoriaèilglutammato(Lipton,1994).

Affinchéquestieventilocalipossanoavereun’influenzadecisivasulneuroneesullo

sviluppodiunpotenzialed’azione,deveverificarsiunasommazionespaziale(molte

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sinapsi che scaricano contemporaneamente) o temporale (sinapsi che scaricano

ripetutamente nel tempo) degli eventi depolarizzanti o iperpolarizzanti (Lipton,

1994).Nelcervellonormaleesistonomeccanismidifineregolazionecheservonoa

prevenireladepolarizzazionesincronaedeccessivadineuronicontigui.L’eccitazione

dialcunineuroni,dinorma,attivaautomaticamenteanchecircuitidineuroniinibitori

che hanno lo scopo di creare un gruppo di cellule limitrofe iperpolarizzate che

impedisconoladiffusioneesageratadistimoliche,senonfermati,potrebberoinvece

portareaquella“deriva”diipereccitazioneparossisticaeipersincronacheèallabase

dellamanifestazioneepilettica(Podell1994;DeDeyn,2013;Hulsmeyer,2010).

Ilcervellodiunsoggettoepiletticoè,persvariateragioni,impossibilitatoabloccare

efficacementeun’eccessivaeccitazioneneuronale.All’internodell’encefaloesistono

aree di neuroni più suscettibili all’ipereccitazione (c.d. cellule “pacemaker”) e,

pertanto, più predisposte a diventare foci epilettogeni, cioè aggregati neuronali

dotatidiintrinsecafacilitàalladepolarizzazione.

Inassenzadiun’efficacefunzioneinibitoria,lecellulepacemakerpossonoreclutare

altrecellulenelleareecircostantiedareinizioadunincrementodiattivitàeccitatoria

che,attivandounveroepropriocircolovizioso,esita inunaumentoesponenziale

dell’eccitazione.Siverificadapprimalaformazionediunfocusepilettogeno(ovvero

di un aggregato di neuroni in preda ad una deriva eccitatoria parossistica) e,

successivamente, il reclutamento di altri neuroni e lo sviluppo di un’attività

epilettogenachepuòdiffondere,attraversoconnessioniintra-edinter-emisferiche,

adaltreareedelcervello.Sevienereclutatounnumerocriticodineuronisisviluppa

lacrisiconvulsivaclinicamentemanifesta(Podell,2013).

Nonostante i numerosissimi studi effettuati per comprendere l’epilettogenesi, gli

innegabiliprogressicompiutihannocontribuitosoloparzialmenteallacomprensione

dei meccanismi che stanno alla base del fenomeno. Diversi sono gli attori di un

processochepresentacomplicatirisvoltieche,purnonavendomodalitàunivoche

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di azione, esita in una eccitazione parossistica e ipersincrona dei neuroni.

Attualmente, sono relativamente chiari i nessi causali tra un’abnorme scarica

neuronaleetraumi,tumori,infezioni,ipossieespecifichealterazionimetaboliche(De

risio,2014a).

Permoltissimicasinonèinvecepossibiletrovarefattoricausali,elacomprensione

del fenomeno epilettogeno è ancora parziale. In una visione semplificata, la crisi

epilettica è ancor oggi considerata come il risultato di un’incapacità dei sistemi

inibitoriGABA-ergiciasvolgerelalorofunzionedimodulazionesull’attivitàcerebrale,

percuiifattoripatogeneticidell'epilessiapossonoessereschematicamentesuddivisi

in tre gruppi: la predisposizione alle crisi (convulsività), il focolaio epilettico e lo

stimoloepilettogeno.

La convulsività è condizionatadauno statodellamembrananeuronale facilitante

l'attivitàritmicaautomaticaedaunafacilitazioneversol'attivitàsincronaeritmicadi

estesepopolazionineuronali.Dalpuntodivista funzionaleognialtracomponente

cerebralepuòinfluenzarelaconvulsività:peresempio,l'esistenzadiviepreformate

o predisposte che sono sfruttate dall'attività epilettica del focolaio primario per

propagare in altre strutture, talora verso regioni distanti ed estese dell'encefalo,

oppurel'attivitàdelsistemaaspecificochepuòinfluenzarelapredisposizioneverso

crisigeneralizzate.

Ilfocolaioepiletticoèilpuntorealeopotenzialediorigineedipropagazionedella

crisi.Puòesserelocalizzatonellacortecciaoinaltrestrutturecerebralisottocorticali.

Nell'areachelodelimitalapredisposizioneallecrisièaumentata.Ditantointantoi

potenziali elettrici dei neuroni in essa compresi vanno incontro a una

sincronizzazione il cui corrispettivo elettrofisiologico è rappresentato dall'attività

epilettica focale che può essere registrata con l’impiego dell’elettroencefalografia

(spikeselettroencefalograficifocali,VediCapII).

15

A livello cellulare essa corrisponde a un'improvvisa e transitoria depolarizzazione

dellamembranaaccompagnatadaunascaricadiimpulsi(spikescellulari),cheviene

generalmente interrotta da una ripolarizzazione (o iperpolarizzazione) della

membrana neuronale indotta principalmente dal feedback inibitorio (De risio,

2014a). Fra le cause scatenanti di un focolaio epilettico le più frequenti sono

rappresentateda traumi cerebrali, lesioni infiammatorieo circolatoriedel tessuto

nervoso.Perchiarireimeccanismichesonoallabasedell’epilettogenesiaseguitodi

lesionetessutali, inpassato,sonostatieseguitiesperimentisuanimaliprovocando

unfocolaioepilettogenoartificialeinoculandoalcunesostanzetossichenelcervello

(penicillina, idrossidodialluminio,cobalto,ecc.).Recenti ricerchemorfologichesu

questi focolai sperimentali, eseguitealmicroscopioelettronico,hannodimostrato

chenell'areaattivadiunfocolaioepiletticoèpossibilespessoosservareneuroniprivi

di sinapsi esclusivamente o prevalentemente nel soma, cioè nella zona dove

probabilmenteèsituatalamaggioranzadellesinapsiinibitorie(Fisher,1969).Sipuò

quindi supporreche in talineuroni siadisturbato il feedback inibitorio. Tuttaviaè

statodescrittocheessisianoancheprivatidelcontattoconcelluledialtrotipo,come

ad esempio le cellule della nevroglia (astrociti), che rappresentano un'altra

importantecomponentedeltessutonervoso.Gliastrocitipartecipanoattivamenteal

metabolismo neuronale, in particolare contribuendo al mantenimento del valore

normaledelpotenzialedimembranaa riposo.Nelle cicatrici cerebrali gli astrociti

sonorimpiazzatidaundiversotipodicellulegliali(gliafibrosa)allequalicontutta

probabilitàmancano leproprietàmetabolichesoprariferite.Daquestoèpossibile

dedurrecheincasodilesionialtessutonervoso,lafibrosiconseguentecontribuisce

aunnotevolecalodellapolarizzazionedellemembraneneuronali,chegiungecosìa

valori assai prossimi al livello soglia responsabile di attività auto ritmica

(Trachtenberg,1970;Wetherington,2008).

16

Ilterzofattorepatogeneticoèlapresenzadiunostimoloepilettogenodivarianatura:

fisico,chimico,maancheemotivoedendogeno.Inesperimentisuuomoeanimaliè

stato dimostrato che è possibile scatenare la scarica di un focolaio epilettico per

mezzo di stimoli epilettogeni adeguati, stimolando adeguatamente un recettore

sensoriale o effettuando la stimolazione elettrica di una via afferente (Amantea,

1920;Clementi, 1929).Questemetodiche facilitanti la crisi epilettica clinicamente

manifestavengonochiamatetecnichediattivazione.

Quandosi creaun focolaioepilettico inunadeterminataareadelcervello, lacrisi

epilettica può rimanere limitata in quella zona o diffondere fino a coinvolgere

entrambi gli emisferi cerebrali equestodipendedall’attivazionedelle vienervose

intra-edinteremisferiche,ancheseinmolticasilascaricaepiletticarimanelimitata

alla zona del focolaio epilettico, in certe condizioni l'attività epilettica si propaga

interessando vasti distretti cerebrali e inmodoparticolaredel diencefalo.Questo

fenomenoè stato ampiamente studiato con ricerche sperimentali ed è stato così

dimostratochelescaricheelacrisisipropaganoinmodopreferenzialeattraverso

alcune vie preformate dell'encefalo, quelle connessioni interemisferiche, il corpo

calloso ed altre commissure, e che la propensione alla convulsività delle diverse

regioni cerebrali non è uguale, infatti oltre alla corteccia cerebrale anche alcune

regionisottocorticalihannounafortetendenzaaconvulsivare.Vieimportantiperla

propagazionedellescarichesonoleconnessioniinteremisferiche,ilcorpocallosoed

altrecommissure(Musgrave,1980;Gloor,1988;Badaway,2012).

Fra le regioni encefaliche che sembrano avere una maggiore importanza nella

propagazioneegeneralizzazionedellecrisineidueemisferisonoriportatidistretti

diencefalici,comeadesempioiltalamo.Leconnessionitralacortecciacerebraleeil

talamo (circuiti talamo-corticali) giocano senza dubbio un ruolo importante nella

genesi delle oscillazioni ritmiche dei potenziali elettrici registrati

dall'elettroencefalografia,peresempionellasincronizzazionedell'attivitàelettricadi

17

estese popolazioni di neuroni. infatti tali strutture partecipano anche alla

sincronizzazionedell'attivitàelettricadeidueemisferi.Un'altraimportantestruttura

cheè in gradodi influenzare l’attività elettricadi una vasta areadi corteccia è la

regione del setto, che sembra avere un'influenza importante sull'attività

ippocampalenellaregionedeilobitemporali(Petsche,1962).

1.4Classificazionedellecrisiepilettiche

Leclassificazionidellecrisiepiletticheedell’epilessianelcaneseguonoingranparte

le linee guida stabilite dalla ILAE (International League Against Epilepsy) per la

medicinaumana(Berendt,2015;DeRisio,2014b;Mariani,2013;Berg,2010b;Fisher,

2005).

Per l’epilessia si utilizza una classificazione di tipo eziologico e una classificazione

clinica, basata sulla tipologia delle crisi epilettiche. In medicina veterinaria la

suddivisione su base eziologica comprendeva tre categorie: l’epilessia idiopatica

(primaria o genetica), l’epilessia secondaria (o sintomatica) e l’epilessia

criptogenetica.Quest’ultimacategoria,oggidaalcuniautorisostituitaconiltermine

“epilessiadioriginesconosciuta”,definisceunaformaconsiderata“borderline”tra

l’idiopaticaelasecondaria,inquantosipresumevachepotesserisultaredalesioni

strutturali non documentabili nell’animale vivo con la diagnostica collaterale

attualmenteconosciuta(Mariani,2013).

InmedicinaumanalapiùrecenteclassificazioneILAEhamodificatolanomenclatura

esistenteridefinendoquestetrecategoriein:epilessiagenetica(idiopatica);epilessia

strutturale/metabolica;epilessiadioriginesconosciuta.Questanuovaclassificazione

nonprevedepiùladefinizionedi“epilessiaidiopatica”,anchesequestotermineè

benradicatonellinguaggiocomunee,verosimilmentenellamaggiorpartedeicasi,

si riferisce ad una epilessia genetica senza danni strutturali all’encefalo, in cui il

18

difettogeneticoèilcandidatoresponsabilepiùprobabilechecausalecrisiepilettiche

(Berg,2010b).

In medicina veterinaria, invece, vengono incluse nella categoria di “epilessia

idiopatica” le forme genetiche o sospette genetiche, cioè nei casi in cui la

predisposizionedirazzaproducaunaprevalenza>2%,eleformediepilessiaincuila

causa non è conosciuta e le indagini cliniche strumentali (MRI, EEG) non danno

indicazioniriconducibiliaformediepilessiastrutturale.L’epilessiaidiopaticaèinoltre

caratterizzatadaunadeterminataetàd’insorgenza,attualmentecompresatraisei

mesieiseiannid’età(Mariani,2013).

L’epilessia strutturale (secondariao sintomatica)ècaratterizzatadallapresenzadi

crisi epilettiche causate da alterazioni strutturali del cervello. Queste alterazioni

possonoesseredinaturavascolare,infiammatoria/infettiva,traumatica,displasica,

neoplasticaodegenerativa.Ladiagnosivieneconfermatadagliesamididiagnostica

perimmagine,dairisultatidell’analisidelliquidocefalo-rachidiano,datestsuDNAo

dairepertipatologicipostmortem(DeRisio,2015).

Lecrisicheoriginanodapatologieextracranichesonoancoroggiinmolticasidefinite

“crisireattive”enonsonoincluseinunaspecificaformadiepilessia,inquanto,come

definitodalleindicazionidell’ILAE,ladefinizionediepilessiaimplicalapresenzadiun

anomalia epilettica persistente all’interno del tessuto nervoso (Berg, 2010b).

Pertanto, crisi anche ripetute nel tempo dovute a transitorie perturbazioni

extracraniche(metabolicheotossiche)nonvengonochiamateepilessia(Bjork,1970;

Engel2006).Nelcanesonorelativamentefrequentiformedi“crisireattive”elecause

sono da ricondurre a diversi agenti quali ipoglicemia, disturbi elettrolitici,

encefalopatiaepatica, ipotiroidismo,encefalopatiauremica, ipossiae iperglicemia.

Le cause più comuni di convulsioni reattive nel cane sono le intossicazioni e

l’ipoglicemia(Brauer,2011).

19

La classificazionedi tipo clinicodelle crisi epilettichecomprende tradizionalmente

una prima suddivisione in crisi ad esordio focale (crisi focali o parziali) e crisi ad

esordiogeneralizzato(crisigeneralizzate).Sebbenenonesistaunaccordosull’usodei

termini focaleeparziale,unvolumedirecentepubblicazionepreferisce il termine

focale,inaccordoconleultimelineeguidaILAE(DeRisio,2014b).

Secondo la più moderna definizione, una crisi focale è “una crisi che origina

all’interno di circuiti neuronali limitati ad un emisfero” (Berg, 2010b). Tali circuiti

possonocomprenderestrutturecorticaliesottocorticali.

Le crisi focali vengono a loro volta suddivise in crisi focali semplici e crisi focali

complesse.Leprimesonocaratterizzatedafenomeniepiletticilocalizzati,comead

esempioitic,cioètuttiqueimovimentiincontrollati,rapidieripetitivichel’animale

esegue inconsciamente.Un esempio è l’ammiccamento ripetuto e stereotipato, il

lambimento del naso, la contrattura del labbro o della palpebra. Le crisi focali

complessesonocaratterizzatedafenomenimotori,sensorialievegetativiassociati

adalterazionidellostatomentale(Berendt,2004,Berendt2009).

Alcuniesempidi crisi focali complesse sono rappresentatidaanimali chedurante

l’episodio critico diventano aggressivi, mutano carattere, appaiono ansiosi o con

“allucinazioni”,comportamentiquestipiùomenoassociatiadalterazionimotorie.In

passato le crisi motorie con alterazione dello stato mentale venivano definite

“psicomotorie”propriopersottolineareilcontemporaneointeressamentodidiversi

distretti encefalici. Fra questo gruppo alcuni autori fanno rientrare la “fly biting

syndromeojawsnappingsyndrome”chepuòcolpiresvariaterazzecaninedipiccola

taglia,iqualitendonoamordereconunmovimentoascattol’ariacircostanteoun

oggettoimmaginarionelvuoto(Wrzosek,2015).La“flybitingsindrome”èstataben

descrittaneiCavalierKingCharlesSpaniel,conunaprobabilepredisposizionesubase

genetica (Rusbridge, 2005). Infine è considerata una crisi focale complessa il “tail

chasing”,nelqualeilcaneincominciaagiraresuséstessoinmodospasmodicoed

20

irrefrenabileneltentativodimordersilacoda.Questaformadiepilessiaèstataben

descrittanellerazzeTerrier(Tiira,2012).Nellecrisiadesordiofocale,quindi,isintomi

clinici saranno strettamente correlati alle funzioni associate alle zone cerebrali

colpite(Volk,2014;DeRisio,2014b).

Lecrisiadesordiogeneralizzatoriflettonouncoinvolgimento immediatoediffuso

delle strutture cerebrali e vengono espresse clinicamente da un’abnorme attività

motoria in tutto il corpo. Infatti sulla base delle caratteristiche semiologiche è

possibile classificare le crisi ad esordio generalizzato in: tonico-cloniche, toniche,

cloniche,miocloniche,atonicheeassenze.

Lecrisigeneralizzatepiùfrequentementeincontratenellapraticaclinicasonoquelle

di tipo tonico-clonico.Questa forma inpassatovenivadenominatacome“Grande

Male”. Le crisi toniche, cloniche e miocloniche sono dei frammenti della crisi

convulsiva tonico-clonica e possono paradossalmente indicare una condizione

neurologicasottostantepiùgrave,incuiundannomultifocaleodiffusodell’encefalo

sembra essere di ostacolo alla ordinata sequenza reticolo-corticale della crisi

convulsiva tonico-clonica. Le crisi cloniche si manifestano con spasmi muscolari,

bilateralieritmici,allafrequenzadi2-3cicli/schecoinvolgonosimmetricamentegli

stessidistrettimuscolari,associateadunprolungatodisturbodellacoscienza,critico

e post-critico. Le crisi toniche sono caratterizzate da una contrazione muscolare

protrattaassociataadunabrevealterazionedellacoscienza.Lecrisiatonicheinfine

sonocaratterizzatedallarepentinaperditaditonodiunoopiùartiodituttoilcorpo.

Le forme atoniche sono le più rare nel cane e vanno ben distinte dalla

narcolessia/cataplessia e dalle crisi sincopali (Podell, 2013). Le assenze sono

estremamentedifficilidariconoscereedocumentareneglianimalidacompagnia,e

rappresentanodeitransitoridisturbidellostatodicoscienza.

Lecrisiepilettichepiùfrequentiepresentinell’immaginariocollettivosonoleforme

generalizzatetonico-cloniche,conosciutecome“convulsioni”,permoltile“crisi”per

21

antonomasia. Queste sono di norma caratterizzate da quattro fasi: la fase

prodromica,l’aura,lafaseictale(ictus)elafasepost-ictale.Lafaseprodromicache

identifica il periodo che precede l’inizio dell’attività convulsivante ha una durata

estremamentevariabileanchedidiverseoreeinalcunicasipuònonesserepresente.

Le manifestazioni cliniche caratteristiche sono la presenza di alterazioni

comportamentali, in cui l’animale si mostra particolarmente ansioso, cerca

insistentementeilproprietario,sinascondeepuòemetterecontinuevocalizzazioni

(DeRisio,2014b).

L’auraè lamanifestazione inizialediuna crisi epiletticaenell’uomoèassociataa

specifichealterazionideltracciatoelettroencefalografico,percuièconsiderataparte

integrante dell’evento convulsivo (Lehnertz, 2001). In medicina veterinaria il

concetto di aura è dibattuto per la sua difficile documentazione, infatti viene

considerataquellabrevefaseinizialeincuisiassisteadunafenomenologiamotoria

osensitiva(quest’ultimamoltodifficiledacogliereneinostrianimali)chedurapochi

secondiecheprecedelacrisigeneralizzata.Alcunitendonoaconsiderarlacomela

manifestazionefocalecheprecedelageneralizzazionediunacrisisecondaria.

Lafaseittale(ictus)èlafaseconvulsivapropriamentedetta,cheduradinormada

pochisecondiapochiminuti. Ilproprietarioattribuiscegeneralmenteall’ictusuna

duratasuperiore,siaperlostressemotivolegatoalmomento,siaperlatendenzadi

questoadincluderenellafaseittalepartedellafasesuccessivadellacrisi.Nellasua

manifestazionetipical’animalepuòmostrareunirrigidimentomuscolarequandoè

ancorainstazione.Aquestaseguelacadutasuunlato,accompagnatadaperditadi

coscienza e da ulteriore irrigidimento di tutti e quattro gli arti, opistotono e

digrignamento dei denti (trisma). Infine il cane presenta contrazioni cloniche

generalizzate conmovimentidipedalamentodegli arti edimasticazionea vuoto.

Inoltrepossonocompariresegnivegetativiqualiscialorrea,perditadifeciediurine

(Podell,2013;DeRisio,2014b).

22

La fase post-ittale è caratterizzata da anomalie transitorie che testimoniano

l’eccessivoaffaticamentoneuronalepatitodurantelacrisi.L’edemacerebrale,chesi

puòformareinseguitoallacrisiepiletticageneralizzata,piùomenoestesoaseconda

deltipoedelladuratadellacrisi,èilprincipaleresponsabiledellasintomatologiache

osserviamonellafasepost-ittale.Inquestafase,chepuòessereassenteoaddirittura

perdurare per alcuni giorni, si possono apprezzare le più svariate anomalie

comportamentali emotorie: aggressività, paura, ansietà, disorientamento, ricerca

compulsivadelproprietario.Questisegnisonoassociatiosuccedutidaaltrisintomi

qualiatassia,tremori,amaurosi,ossiaperditatemporaneaparzialeocompletadella

vista,vomito,polidipsia,polifagiaepica.Puòcapitarecheilproprietariononassista

alla fase ittale della crisi, poiché spesso le crisi epilettiche generalizzate sono più

frequenti durante il sonno. Tuttavia si può comunque accorgere che il proprio

animale ha avuto una crisi epilettica perché vede e riconosce la fase post-ittale

(Podell,2013;DeRisio,2014b).

23

2.ELETTROENCEFALOGRAFIA(EEG)

2.1Evoluzionestoricadell’EEG

Le basi storiche sulla possibilità di registrare un segnale bioelettrico, si devono

ricercare negli esperimenti di pionieri quali Luigi Galvani (1737-1798), Alessandro

Volta(1755-1832)einglesi,comeGeorgeOhm(1787-1854)eMichealFaraday(1791-

1867), i quali dimostrarono che i tessuti viventi (soprattutto quelli muscolari)

possedevanospiccateproprietàelettriche.

Iprimitentatividiregistrareunveroepropriosegnaleelettroencefalograficodalla

cortecciacerebraledianimalidaesperimentofuronoeffettuatialRoyalFirmarydi

Liverpoolfindal1870dapartedelfisiologoingleseRichardCaton(1842-1926)enegli

anni successivi proseguirono questi studi sperimentali altri studiosi europei quali

BeckeCybulskiinPolonia,DanilevskeyinRussia(Caton,1875;Collura,1993).

FuperòunneuropsichiatratedescodiJena,HansBerger(1873-1941),chenel1929

pubblicòilprimoreportsull’EEGumano,seguitodaaltriimportanticontributinegli

anni successivi (Berger, 1929). Berger, che lavorava a stretto contatto con i

neurochirurghi, cominciò con tentativi di registrazioni ottenute posizionando

elettrodi direttamente al di sopra della corteccia cerebrale in pazienti con ampie

finestre ossee dovute a traumi cranici bellici. Successivamente egli si dedicò alla

registrazionedell’EEGsulloscalpo,conl’applicazionedidueelettrodi,unofrontalee

uno occipitale, utilizzando come volontario anche il figlio. Berger per i suoi studi

elettroencefalograficiavevaadisposizioneunrudimentaleapparecchiocostruitoda

Siemens, con un galvanometro double-coil che garantiva una sensibilità di

130microVolt/cm(Collura,1993).IprimiEEGregistratidaBergersucartafotografica

avevanounaduratadi1-3minuti,econsistevano inuncanaleEEG inderivazione

bipolare fronto-occipitale, un canale per la registrazione simultanea

24

dell’elettrocardiogramma e un canale marcatempo (Fig. 1). Queste fondamentali

esperienzeconsentironoaBergerdipubblicare,dal1929al1937,14lavoriscientifici,

checomunqueebberopocointeresseescarsadiffusione.

Figura1.UnodeiprimitentatividelDr.BergerdiregistrazioneEEGnell'uomo(1924).Immaginetrattaemodificata

daCollura,1993.

Nel 1934 a Cambridge, i due scienziati Lord Adrian e Brian Matthews, usando

elettrodi superficiali e introducendo nell’apparecchiatura gli amplificatori

differenzialiavalvola(ancoraoggiusatiinalcunevecchiestrumentazioni),ripeterono

l’esperienza di Berger e pubblicarono i loro dati in inglese, rendendolimolto più

accessibiliatuttalacomunitàscientificaanglofona.Essiconfermaronoquindicheil

“Berger rhythm”era reale, scientificamenteaccettabile, di origine corticale enon

correlatoadattivitàmuscolareoadartefattivari(Adrian,1934b;Compston,2010).

FuBergercomunquechedenominòperprimoconlaletteragreca“alfa”ilnormale

ritmo di fondo occipitale tipico nella veglia, a occhi chiusi e la reattività alla loro

apertura, con la lettera “beta” l’attività di frequenza più rapida, nomenclatura è

rimastaimmutatafinoaigiornid’oggi.

25

Dal1935inpoi,negliStatiUnitiD’America,HallowellDavis,FrederickGibbsedErna

Gibbs,allaHawardMedicalSchooldiBoston,descrisseroiprincipalipatternEEGsia

fisiologici(invegliaeinsonno)siapatologici(nell’epilessia,neidisturbidicoscienza

einaltrepatologie)egraziealprimoatlantediEEG,pubblicatodaGibbsnel1941la

metodicacominciòadiventarediutilizzodiagnosticoinvaricampidellaneurologiae

dellamedicina(Gibbs,1941;Collura,1993).

In Inghilterra,apartiredal1936,grazieaW.GreyWalter, che fu l’inventoreed il

costruttore del primo oscilloscopio capace di registrare su tre canali

contemporaneamente,sicominciòadutilizzarelametodicaperladiagnosiditumori

cerebrali e come sistema rudimentale di monitoraggio, sia durante l’intervento

chirurgicosiaperobiettivareglieffettidell’anestesia.FuproprioGreyWalterche,

seguendol’esempiodiBerger,denominòconleletteregrecheDeltaeThetal’attività

lenta della corteccia cerebrale. InoltreWalter già nel 1943-44 introdusse i primi

metodi per l’analisi automatica dei segnali bioelettrici cerebrali (un rudimentale

qEEG). Fu anche il primo ad utilizzare l’EEG con lo scopo di localizzare i tumori

cerebrali(Walter,1937;Walter,1969).

Anche in ItaliagrandistudiosicomeMarioGozzanoaRoma(dal1935)eAgostino

GemelliaMilano(dal1937)cominciaronoaeffettuareiprimistudisull’EEGumano.

Gozzanoinparticolarepubblicònel1935,purtropposoloinlinguaitaliana,importanti

studieffettuatisullacortecciadelcanealBrainInstitutediBerlino,inunodeiprimi

laboratoriEEGeuropei fondatodaKommueller,diventando inquestomodo ilpiù

importante rivale di Berger. Gozzano stesso inoltre fu il fondatore della Società

ItalianadiEEGeNeurofisiologiaClinicaenel1960organizzòaRomail5°congresso

Internazionale dell’IFSECN cioè International Federation of Society for EEG and

ClinicalNeurophysiology(Gozzano,1935;Bentivoglio,2010).

Primadellasecondaguerramondialel’EEG,introdottoinEuropadaBerger,ebbeun

notevolissimosvilupposoprattuttonegliUSA,siadalpuntodivistasperimentalesia

26

clinico,vedendoimpegnatinelsuoutilizzofraipiùvalidiscienziatidell’epocacome

Gibbs,WilliamLennox,Bickford,Knotetantialtri.InoltreinqueglianniinCanada,

presso il tuttora prestigioso Montreal Institute of Neurology, Wilder Panfield

(neurochirurgo) ed Hebert Jasper (neurofisiologo) utilizzarono le registrazioni sia

superficialisiaprofondeintrachirurgicheperdefinirelefunzionidelcervelloeper

studiareivaritipidiepilessia(Jasper,2012).

Subito dopo la seconda guerramondiale l’elettroencefalografia ebbe un ulteriore

enormesviluppo,siainEuropasiainAmerica.Nel1947sitenneaLondrailprimo

congresso internazionalediEEG,edèstatoproprio inquellaoccasionecheJasper

fondòlaFederazioneInternazionaledelleSocietàdiEEG(IFSECN);successivamente

si fece un altro congresso a Parigi nel 1949. Questi due fondamentali congressi

servironoadefinire iprimiparametri internazionalidautilizzarenelleregistrazioni

EEG, parametri che furono poi pubblicati sulla rivista “Journal of

Electroencephalography and Clinical Neurophisiology”, attualmente denominata

“ClinicalNeurophisiology”(Collura,1993).

Dal1960inpoil’EEGèstatoutilizzatononsolocomemezzodistudioedidiagnosi

nelcampodell’epilessiaedelleneoplasieintracraniche,maanchecomeesameutile

alivellodiagnosticoeprognosticoinmoltialtricampi.Infattil’EEGèstatousatoper

la definizione e standardizzazione dei vari stadi del sonno e ha fornito utili

informazioni per lo studio dei suoi disturbi. L’atlante di Retchaffen and Kales,

pubblicatonel1968,costituisce tuttora labaseper ladefinizionee lostudiodella

macrostrutturadelsonno(Rodenbeck,2006).

Dal1980grandisviluppihannoconseguitolemetodicheperl’analisicomputerizzata

dei vari parametri EEG, resa possibile dall’introduzione in commercio dei primi

apparecchi EEG digitalizzati e del loro progressivo miglioramento.

Contemporaneamentelatecnologiacihaconsentitodipoterdisporredistrumenti

27

semprepiùmaneggevoli,utilianchepervarietecnichedineuro-monitoraggio,tipo

l’EEGdinamicoeilVideo-EEG.

Lastoriadell’EEGsegueinparallelol’evoluzionedelleapparecchiaturenecessarieper

lasuaregistrazione.Ilprimoelettroencefalografosucarta(a2canali)fucostruitoe

commercializzatodaAlbertGrassnel1936.SitrattavadelGrassModelIcheutilizzava

treamplificatoridifferenzialiavalvola.IlGrassModelII,commercializzatonel1939,

disponeva di 4-6 canalimentre il GrassModel III, del 1946, disponeva già di una

consolecon8016canali.Diquest’ultimomodelloneldopoguerranefuronovenduti

circa5000esemplari(Collura,1993).

Nel1950FranklinOffnerprodusseilprimoapparecchioEEGportatile(OffnerType

T)cheutilizzavaamplificatoritransistorizzati inventatinel1947daiLaboratoriBell.

Tale tecnologia si sviluppò molto rapidamente e in pochissimi anni divenne

insostituibilepertuttigliapparecchiEEGdialtaqualità.

Apartiredal1980 l’avventodella tecnologiahaconsentitodiporre incommercio

apparecchiature computerizzate (multifunzionali, espandibili e via via sempre più

sofisticate) che hanno completamente rivoluzionato il settore. All’inizio gli

elettroencefalografi digitali sono stati accolti con molta diffidenza dai

neurofisiopatologi,siaperl’insufficienterisoluzionedeglischermisiaperunasortadi

affezionamentoaltracciatostampatosucarta.Perqualcheannosièdiscusso,anche

inmodoanimato,delfattochel’EEGdigitalenonconsentivaunaregistrazionedel

tutto affidabile o comunque rapportabile a quella derivante dagli apparecchi

analogici(Collura,1993).Questadiatribaattualmenteèsuperataedèriconosciutala

supremazia delle apparecchiature digitali. Infatti oggi la maggior parte degli

elettroencefalografiinusosonodeiPC,fissioportatili,dotatidisoftwarededicati,

checonsentonodieffettuarevaritipidiEEG(EEGstandardeVideo-EEG)(Fig.2).

28

Figura2.EsempiodiunitàdiacquisizionedigitaleSystemPlusEvolutionMicromed®.Leapplicazionisiestendono

dall'accertamento di morte cerebrale alla Video EEG di routine, dalla Polisonnografia fino ad arrivare alle

applicazionipiùimpegnative,qualiilMonitoraggioProlungatodell’Epilessia-LTMelaStereo-EEG.

Superate le iniziali ritrosie quindi, si è dovuto riconoscere che l’EEG digitale ha

indubbiamente notevoli vantaggi rispetto all’elettroencefalografia tradizionale,

soprattutto per quanto riguarda la possibilità di archiviazione, di revisione e di

riformattazione “off-line” del materiale registrato. Inoltre la digitalizzazione dei

tracciati,grazieallapossibilitàdilorotrasmissioneviarete,permettelarefertazione

adistanzaeunpiùfacilescambiodipareritracolleghi.

Adistanzadiquasiottant’annidallapubblicazionedelprimoreportdiHansBerger,si

puòdireche l’elettroencefalografia, siacomebrancadiagnosticasiacometecnica

neurofisiologicadiutilizzoincamposperimentale,conservaintegroilsuointeressee

lasuautilità.Inmedicinaveterinarialeprimeutilizzazioniascoposperimentaledella

tecnicaEEGsidevonoaWIklereAtschul(1950),ShalkeeWalz(1954),CharleseFuller

(1955). Iprimi tentativid’impiegodell’EEGnella routineclinicadelcanesonodel

medicoBrass,cuiseguironoCroft(1962),FlorioeLaprass(1963)einItaliaVenturelli

29

(1962)(85).SeèverocheifondamentalipatternEEGfisiologiciepatologicifurono

giàstatidescrittiagrandilineenelventenniofrail1940eil1960,negliannisuccessivi,

proprio grazie all’evoluzione tecnologica, grandi passi in avanti si sono compiuti

riguardol’acquisizioneel’elaborazionedelsegnalebioelettricoregistrato.

L’avventodelleneuroimmagini (TCeRM), sia inmedicinaumanache inmedicina

veterinaria, ha sicuramente permesso di avere a disposizione mezzi diagnostici

potenti e ormai insostituibili e l’EEG ha cambiato ruolo diventando un test

diagnosticocomplementarediscreening.Adognimodononsipuònegarechel’EEG

conservatuttorailruolodiesameneurofunzionalecardineperlavalutazionedelle

funzionicerebrali(Bergamasco,1999).

2.2CennidianatomiaefisiologiadelSistemaNervosoCentrale

Ilsistemanervosocentralecomprendediversestrutture:ilmidollospinale,iltronco

dell’encefalo(bulbo,ponteemesencefalo),ilcervelletto,ildiencefaloeiltelencefalo

(nucleidellabase,sostanzabiancaecortecciacerebrale).Iltelencefaloèsuddivisoin

dueemisferidaunprofondosolco,lascissurainteremisferica.Ciascunemisferoèa

suavoltasuddivisodalle scissure in lobi: frontale,parietale, temporale,occipitale.

Nell’ambito di ciascun lobo, infine, i solchi delimitano le circonvoluzioni

(Nieuwenhuys,2008a).Lecirconvoluzionipermettonodiestenderel’areacorticalea

parità di volume. La presenza delle circonvoluzioni encefaliche è presente nelle

speciedi interesse veterinariopiùevolute,mentre in roditori, lagomorfi, uccelli e

alcunimarsupialinonsonopresenti(Fig.3)(Thomson,2012).

30

Figura3.Anatomiacomparatadelcervellodicane(A),uccello(B)econiglio(C).Notarel’assenzadicirconvuluzioni

corticalinegliuccellieneiconiglirispettoalcervellodicane.FototrattadaVeterinaryNeuroanatomy,Thomson

C.,HahnC.,Ed.SaundersElsevier,2012.

Sullabasedellecaratteristichecito-architettonichelacortecciacerebralesiorganizza

insensorostro-caudaleinseistrati:lostratoplessiformeomolecolare;lostratodelle

piccolecellulepiramidaliogranulareesterno;lostratodellemedieegrandicellule

piramidali;quellogranulareinterno;quellodellecellulepiramidaligiganti;lostrato

dellecellulepolimorfiofusiformiedinfinedacellulegliali.IneuronidelIVstratodella

cortecciacerebrale(particolarmentericcodicellulegranulari)ricevonoleafferenze

sottocorticali(talamiche)etrasmettonotalisegnaliaineuronideglistratiII,III,VeVI,

dacuipartonoleefferenze;inparticolare,lecellulepiramidaliproiettanosiaadaltre

areedellacortecciasiaastrutturesottocorticali.

Le cellule piramidali prendono questo nome dalla loro particolare forma. Queste

tendonoaesseremaggiormentepresentialivellodellacirconvoluzioneprecentrale,

andandopoiprogressivamenteadiminuirenellacortecciafrontale,parietale,polare

31

(frontaleeoccipitale)equindinellearee sensitive. Lecellulepiramidalihannoun

corpo cellulare di volume variabile, con l’apice rivolto verso la superficie della

corteccia.

Dal polo superficiale origina un dendrite apicale che giunto in vicinanza della

superficiedellacortecciasidivideinciuffi.Dalpoloprofondo,slargato,sidistaccano,

invece, diversi dendriti basali che si ramificano orizzontalmente (Nieuwenhuys,

2008b;Swanson,2012a).

Le cellule della glia, che rappresentano l’ultimo strato della corteccia, molto più

numerose dei neuroni, possono essere di vario tipo (astrociti, oligodendrociti,

microglia,celluleependimaliecc.)edhannounafunzionetroficaedisostegnonei

confrontideineuroni.

I neuroni, cellule eccitabili capaci di trasmettere informazioni sotto forma di

potenzialielettro-litici,sonocostituitidalcorpocellulare(opirenoforo),edaduetipi

di prolungamenti citoplasmatici: i dendriti, parte recettiva della cellula nervosa e

l’assone, che trasmette gli impulsi fino alla sua ramificazione terminale. Le

caratteristiche anatomo-funzionali dei neuroni permettono all’organismo di avere

reazioni agli stimoli provenienti dall’ambienteesternoe interno trasformandoli in

impulsinervosi,inoltrenepermettonolalorotrasmissioneadaltrepartidellastessa

cellulanervosaoadaltrineuroni.

L’assoneprendeanch’essooriginedalpoloprofondodelcorpocellulare,oppureda

unodeidendritibasalie,dopoaverattraversatoglistratisottostantidellacorteccia

edessersimunitodiguainamielinica,abbandonalacortecciacerebraleentrandoa

farpartedeifascidiproiezioneodiassociazione.Pocodopol’originel’assonedelle

cellulepiramidalidistaccaunramocollateralericorrentechesimetteinsinapsicon

lecelluleassociative,cheriverberanosullecellulepiramidalistesse,inuncircuitodi

tipoinibitorio.Gliassonidellecellulepiramidalipiùvoluminosecostituisconofibredi

proiezionedirettealleformazionigrigiesottocorticaliofibrediassociazione,lunghe

32

o brevi. Gli assoni delle cellule piramidali più piccole possono decorrere

orizzontalmentenell’ambitodella corteccia,oppure risalire verso la superficie.Gli

assoni della maggior parte delle cellule non piramidali terminano localmente.

Ciascuna cellula piramidale rappresenta un’unità colonnare, ovvero, un modulo

funzionale elementare della corteccia, che si estende per tutto lo spessore della

corteccia stessa e prende connessioni complesse con altre cellule piramidali, con

celluleassociativeeconfibrediproiezioneafferenti(Swanson,2012b).

Ognicellulanervosaèdotatadiunamembranacellularechefunzionacomeunfiltro

selettivo, estremamente sottile (0,005 μmdi spessore) e consiste in due strati di

fosfolipidi. Sulla membrana cellulare sono localizzati recettori specifici per

determinate sostanze chimiche (esogene ed endogene) e canali specifici per il

passaggiodiioniconcaricheelettrichepositive(Na+,K+,Ca2+)onegative(Cl−).Tali

canalipossonoessereapertiochiusidapeculiarimodificazionibiochimicheacarico

dellamembranastessa.

I canali voltaggio-dipendentiposti sullamembrana cellularepresinaptica svolgono

unaduplicefunzione:depolarizzarelamembranapresinapticaequindiinnescareil

potenziale d’azione e produrre una corrente di intensità tale da generare una

variazione di potenziale anche nella cellula postsinaptica (per realizzare ciò è

necessariochelaterminazionepresinapticasiadidimensionimaggioririspettoalle

terminazionipostsinaptiche).

Tutte le cellule nervose, piramidali e non, stabiliscono connessioni interneuronali

attraversolesinapsichesipossonorealizzarealivellodelcorpocellulare,deidendriti

edell’assone.Latrasmissionesinapticapuòessereelettricaochimica.

Nel caso delle sinapsi elettriche esiste una continuità citoplasmatica fra la

terminazionepresinapticheepostsinaptiche(gapjunction).Latrasmissionenervosa

attraverso lesinapsielettricheèmoltorapidaperchéè il risultatodiunpassaggio

diretto nella cellula postsinaptica della corrente generata dai canali voltaggio-

33

dipendentidellacellulapresinaptica,conunritardovirtualmenteassente.Lesinapsi

elettricheinterconnettonospessointerepopolazionidineuronie, inquesticasi, la

funzioneèsincronizzarelelororisposte.Quandolecelluleconnessemediantesinapsi

elettriche sonomolteplici, la soglianecessariaperevocareunpotenzialed’azione

divieneelevata. Se tuttavia tale soglia viene superata, tutto il gruppodeineuroni

accoppiatielettricamentetenderàascaricarsiinmanierasincronaemassimale,del

tipotuttoonulla.Lesinapsichemettonoincomunicazionelecellulepiramidalisono

elettriche e si comportano come delle semplici resistenze, la cui trasmissione

elettricapermettelascaricarapidaesincronadidueopiùcelluleinterconnesse.

Nel casodelle sinapsi chimiche la terminazioneneuronalepresinapticaè separata

dallamembrana postsinaptica dal vallo sinaptico; in esse si realizza una distanza

inter-sinapticadi 30-50nmeun ritardo sinaptico chevariada0,3adiversims. Il

potenzialeelettricogeneratosinellaterminazioneassonaledeterminalaliberazione

diunneuromediatorechimicodapartedellevescicolepresinaptiche,chesidiffonde

nelvallosinapticoe,agendosuspecificirecettori,determinal’aperturadiparticolari

canaliionicicuiconseguonomodificazionidelpotenzialedimembranapostsinaptico

(Aguggini,1994).

I potenziali postsinaptici potranno essere eccitatori o inibitori, secondo il

neuromediatore liberato. L’azione di un neurotrasmettitore sull’elemento

postsinaptico non dipende tanto dalla struttura chimica del neurotrasmettitore,

quantopiuttostodalleproprietàdeirecettoriconiqualiilneurotrasmettitoresilega:

l’acetilcolina è quasi sempre un trasmettitore eccitatorio; la noradrenalina, la

dopaminaelaserotoninapossonoessereeccitatorieoinibitorie.

IlprincipaleneuromediatoreinibitoriodelSNCèl’acidoγ-aminobutirrico(GABA); i

recettoripostsinapticidiquestoneurotrasmettitoreformanocanalipermeabiliagli

ioniCl−.L’attivazioneditalicanalideterminal’ingressodiioniCl−cheiperpolarizzano

lamembranadeineuronieneaumentanolaconduttanzaariposo.Diconseguenza,

34

l’apertura di questi canali è in grado di cortocircuitare le correnti eccitatorie che

entranonellacellula.

Ilprincipaleneurotrasmettitoreeccitatorioèinveceilglutammato(Glu),dicuisono

statiidentificativaritipidirecettoripostsinaptici,fondamentalmenterappresentati

dai recettori AMPA (acido α-amino-3-idrossi-5-metil-4-isoxazol-propionico), e dai

recettoriNMDA(N-metil-D-aspartato).IrecettoriAMPAformanocanalipermeabili

sia agli ioniNa+ che K+ e i flussi ionici che passano attraverso questi canali sono

responsabilidella faseprecocediunpotenzialepostsinapticoeccitatorioveloce. Il

recettoreNMDAformauncanalecheèpermeabileagliioniCa++,oltrecheagliioni

Na+ e K+; questo complesso recettore-canale è anche sensibile al voltaggio. In

condizionidiriposoilcanaleèbloccatodagliioniMg++extracellulariel’accessoal

canalesiliberasoltantoinseguitoaunadepolarizzazione.Perciò,peraprireilcanale

NMDA,nonbastalapresenzadelGlumaènecessariaancheunadepolarizzazione.

Dato il ritardo con cui si apre questo canale, i flussi ionici che lo attraversano

determinano la comparsa di una componente tardiva del potenziale eccitatorio

postsinaptico(March,1998).

Le sinapsi eccitatorie sono in genere localizzate sui dendriti, mentre le sinapsi

inibitorie si trovano principalmente sul corpo cellulare dove sono in grado di

contrastareefficacementeglieffettidelleafferenzeeccitatoriechepossonoarrivare

dall’assoneedaidendriti.

L’integrazione finale delle afferenze sinaptiche viene fatta a livello del cono

d’emergenza dell’assone che è la zona del corpo cellulare più vicina al segmento

inizialedell’assonestesso.QuestazonapossiedeladensitàpiùelevatadicanaliNa+

dituttalacellulaeperciòavràanchelasogliapiùbassaperl’innescodiunpotenziale

d’azione(Aguggini,1994).

Le cellule nervose comunicano tra di loro attraverso contatti sinaptici diretti o

mediatiel’impulsoelettricosigeneraesitrasmettegrazieall’ingressooall’uscitadi

35

ioniconcaricheelettrichepositiveonegative.All’internodellacellulaincondizionidi

riposo la concentrazione di ioni K+ è circa 30-50 volte più grande che all’esterno

mentregli ioniNa+, sempre in condizionidi riposo, sono10voltepiù concentrati

all’esternocheall’interno.Leconcentrazionideivariionisonomantenutestabilida

unmeccanismoattivodipompaionicaeincondizionidiriposoicanalipergli ioni

K+sonoapertiequellipergliioniNa+chiusi.

OltrechedalgradientediconcentrazionecreatodallapompaNa+/K+,ilpotenziale

dimembranadipendeanchedalla facilità con cui gli ioniK+ riesconoapenetrare

attraverso la membrana (permeabilità elevata) e, al contrario, dalla bassa

permeabilità della membrana stessa in condizioni di riposo per gli ioni Na+. In

condizionibasaliquindiall’internodella cellulaèpresenteunpotenzialedi riposo

equivalente a una differenza di potenziale rispetto all’esterno di circa −70 mV.

Quando si verifica in modo drammatico un ingresso di ioni Na+ all’interno della

cellula, che non riesce a essere compensato dall’uscita di ioni K+, si genera il

cosiddettopotenzialed’azione(actionpotential,AP)cheraggiungevaloripositividi

circa 30 mV (depolarizzazione). A questo punto i meccanismi di compenso

permettono un blocco dell’ingresso di Na+ e una fuoriuscitamassiccia di ioni K+

accompagnata a ingresso di ioni Cl−, con ritorno alle condizioni basali

(iperpolarizzazione). Il potenziale d’azione si genera in 1 ms, la ripolarizzazione

avviene in 2-3 ms. Immediatamente dopo la genesi di un potenziale d’azione la

membranaèrefrattariaadaltrestimolazioni, inizialmente inmodoassolutopoi in

modorelativo(innalzamentodellasogliadieccitabilità).

Modifiche della concentrazione di cariche elettriche tra interno ed esterno della

cellula,menodrammatichediquellechedeterminano ilpotenzialed’azione,sono

alla base di altre differenze di potenziale. I neurotrasmettitori eccitatori possono

rendere la membrana neuronale altamente sensibile agli ioni Na+ per 1-2 ms.

Durantequestobreve lassodi tempo gli ioniNa+ entrano all’internodella cellula

36

riducendolanegativitàdelpotenzialediriposodi1-5mVerealizzandounpotenziale

postsinapticoeccitatorio(excitatorypostsynapticpotential,EPSP)cheimpiegacirca

15 ms per scomparire del tutto. Al contrario i neuromediatori inibitori possono

determinareunaumentodelpotenzialediriposo(−70mV)finoavaloridicirca−75

mV consentendo l’ingresso nella cellula di ioni Cl− e la fuoriuscita di ioni K+: si

realizzeràcosìilpotenzialepostsinapticoinibitorio(inhibitorypostsynapticpotential,

IPSP)chepersisteràanch’essopercirca15ms(Speckmann,2005cap2).

2.3Neurofisiologiadell’attivitàelettricacerebrale

L’elettroencefalogramma(EEG)consistenellaregistrazionedell’attivitàbioelettrica

cerebrale dalla superficie del cranio. Per definizione, i potenziali

elettroencefalografici di superficie (o cutanei)possonoessere considerati come la

propagazione dei field potentials (potenziali di campo) prodotti dalle fluttuazioni

positive e negative dell’attività elettrica di ampie popolazioni di neuroni corticali

attraverso i tessuti del cranio. I flussi di corrente extracellulare che producono i

potenziali di campo sono generati a loro volta dalla sommazione spaziale dei

potenzialipostsinapticidelle singolecelluleattivate inunadeterminataareadelle

circonvoluzionicorticali(Speckmann,2005b).

L’EEGèlarappresentazionegraficadelladifferenzadipotenzialeelettricoregistrata

traunelettrodo“attivo”(esplorante),postoinprossimitàdellasededovesisvolge

l’attivitàneuronale,eunelettrododiriferimentocollocatoaunacertadistanzadal

primo.Inalcuneconfigurazionibipolariglielettrodipossonoessereentrambiattivi,

oinfluenzatidall’attivitàelettricacerebrale,mentrenellederivazionimonopolarisolo

unelettrodoèesplorantementrequellodiriferimentononneèinfluenzato.

L’EEGdi superficiemisuraquindi ladifferenzadipotenziale tradiverseareedello

scalpoe lasuaampiezzaèproporzionaleall’intensitàdelcampoelettromagnetico

37

chesiformanellacortecciacerebraledurantel’attivazionesinapticadeidendritidi

moltineuronipiramidalipostiproprioaldisottodellasuperficiedelcranio.

Sebbene ipotenzialid’azionegeneratidaineuronipiramidalipossanosembrare la

fonteprimariadeipotenzialielettriciregistratisulcranio,difattoessicontribuiscono

pocoallagenesideitracciatiEEG.Ilcontributoprincipaleinveceèdatodaipotenziali

elettro-clinicisinapticineuronali.Ipriminonpossonoessereiresponsabiliprincipali

dellagenesidell’EEGperduemotivisostanziali:primo,l’ampiezzadelcampoelettrico

prodotto dalla propagazione di un potenziale d’azione diminuisce molto più

rapidamentedell’ampiezzadeicampiprodottidaipotenzialipostsinaptici;secondo,

la durata dei potenziali d’azione è molto breve, dell’ordine di 1 ms, tempo

insufficiente per ottenere un’adeguata sincronizzazione di ampie popolazioni

neuronali corticali (ancheunaminimaasincroniadipochimillisecondi renderebbe

quindiimpossibileilsommarsideipotenzialid’azione).

Iflussidicorrentisinaptichenellospazioextracellulareduranoinveceda10a40ms,

quindi,anche inassenzadiunaperfettasincronizzazione, ipotenzialipostsinaptici

possonosommarsipiùefficacementedeipotenzialid’azioneecrearecampielettrici

propagantiabbastanzaampidapoteressereregistratisullacute.

Ilpotenzialepostsinaptico,eccitatoriooinibitorio,possiedeinoltrealtrepeculiarità

chelodistinguonodalpotenzialed’azione:nonhaunvaloresogliasoprailqualesi

attiva; è graduato, ovvero la sua ampiezza è proporzionale alla grandezza dello

stimoloepertantononobbedisceallaleggedeltuttoonulla,comeinvecesuccede

per il potenziale d’azione; è unpotenziale locale e nonha tendenza a propagarsi

senza decremento, ma diminuisce a mano a mano che ci si allontana dalla sua

sorgente(Rotterdam,2005).

Unelementodi fondamentale importanzanella tecnicaelettroencefalograficaè la

sincronizzazionedellecellulecorticali.Itessutibiologicinonsonobuoniconduttorie

quindi i campi elettrici si attenuano con l’aumento della distanza tra l’evento

38

biologicoel’elettrodoregistrante.Questofenomenodipendeanchedalladiffusione

spazialeedall’orientamentodelgeneratore.Piùineuronidiunapopolazionesono

orientatiinparalleloeattiviinmodosincronoemaggioreèl’ampiezzadelsegnale

registratoadistanza.Percomprenderemegliol’importanzadellasincronizzazionedi

ungrandenumerodicellulecorticalinellagenesidell’EEGbastatenereinmenteche

ilcontributo“elettrico”diciascunneuronecorticaleèstraordinariamentepiccoloe

che il segnale deve comunque attraversare diversi strati di vari tessuti corporei,

incluse meningi, liquor, ossa del cranio e sottocute. Ognuno di questi strati si

comportacomeunvolumeconduttoreconunaconduttivitàeunasuscettibilitàtra

loro differenti, quindi il potenziale elettrico subirà notevoli attenuazioni prima di

raggiungereglielettrodiposizionatinel sottocute.Di conseguenza, sononecessari

migliaia di neuroni attivati contemporaneamente per generare un segnale EEG

abbastanzagrandedapoteressererilevato.InfattiperdeterminareunsegnaleEEG

visibileinsuperficieènecessarial’attivazionesincronadioltre100neuronicorticali,

compresi in un’area di almeno 6 cm2. Questo ha un’interessante conseguenza

riguardoall’ampiezzadelsegnaleEEGchedipendepropriodaquantoèsincronizzata

l’attivitàdeineuroniimplicati.Difatti,seciascunacellularicevelastessaquantitàdi

eccitazione,ma in tempidiversi, i segnali sommati risultanoesiguie irregolari. Se

tuttelecellulericevono,invece,lastessaeccitazionecontemporaneamente,isingoli

segnalipossonosommarsi,dandoorigineauncampoelettricopiùintenso.Inquesto

casoilnumerodicelluleattivateelaquantitàtotalediattivazionepossonorimanere

invariate, ciò che cambia è solo la sincronizzazione dell’attività. Se l’eccitazione

sincronadiquestogruppodicellulesiripetemoltevolte, l’EEGchenederivasarà

costituitodaondeampieeritmiche(Fig.4)(Rotterdam,2005;Tatum,2008a).

39

Figura 4 Generazione di uno spike. A) Imput eccitatorio, il Ca++ entra nella cellula B) Propagazionedell’impulsolungo l’assone fino al soma neuronale. Nei grafici sotto le figure A e B vengono rappresentati infunzione del tempo i potenziali intracellulari (IC), extracellulari (EC9 ed il tracciato EEG registrato sul cranio.ImmaginetrattaemodificatadaFisch,1999.

Nonostante l’intrinseca capacità della corteccia di generare un’attività

elettromagnetica sincronizzata, è indiscutibile il ruolo fondamentale che il talamo

riveste nel determinare la ritmicità del segnale EEG, intesa come comparsa di

sequenze di onde ricorrenti a intervallo regolare, di forma e durata simile. In

condizioni normali i nuclei talamici (in particolare quelli del talamo dorsale)

interagisconoconlacorteccianeldeterminismodellasincronizzazionedeipotenziali

post-sinaptici,incondizionisiadivegliasiadisonno.Secondolateoriadelpacemaker

facoltativoineuronidelfasciotalamo-corticaleinvianoconnessionisiaallacorteccia

siaagliinterneuroniinibitoritalamici,realizzandounmeccanismodibiofeedback.La

teoriareticolareattribuisceinveceleproprietàdipacemakerregolatorioalnucleo

40

reticolaretalamico,dacuisidipartonovieinibitorie,direttesiaversoiltalamodorsale

siaversoiltroncorostrale,confunzionedepolarizzante(Fig.5)(Steriade,2005).

Figura 5. Schema dimostrativo delle interconnessioni talamo-corticali e talamo-reticolari. Figura tratta daSteriade,2005.

.

Il fenomeno EEG che da un punto di vista semeiologico meglio evidenzia la

connessione funzionale esistente tra talamo e corteccia è rappresentato dai fusi

(spindles) del sonno. In questo caso i neuroni GABAergici del nucleo reticolare

talamicoscaricanoritmicamentesuineuronidel fascio talamo-corticalechea loro

voltaproiettanodiffusamentesuineuronicorticali.Quest’attivitàsitraduceinEPSPs

ipersincronidivastepopolazionineuronalicorticalichedivengonomoltobenvisibili

all’EEGdisuperficie.Nonostantelavastaletteraturascientificaalriguardo,iltalamo

sembraessereinvecemoltomenocoinvoltonellagenesidelritmoalfache,com’è

noto,invegliaquietacostituiscel’attivitàposterioredominante.Ilritmoalfainfatti

risente sì delle connessioni talamo-corticalima probabilmente ha come principali

generatori specifichearee corticali.Anche le attività EEGpiù rapide (di frequenza

betaegamma)sonoprodottefondamentalmentedageneratoricorticali(Fig.6).

41

Figura6.Asinistraèriportatountipicotracciatodiunsoggettoinstatodiveglia;adestrailtracciatotipicodelsonnonon-REM.

Altrettanto importanti infine sono i fenomeni EEG caratterizzati da

desincronizzazione del segnale, intesa come interruzione dell’attività oscillatoria

ritmica. La formazione reticolare tronco-encefalica (nuclei del raphe e locus

coeruleus)e l’ipotalamoposteriorehanno funzionidesincronizzanti sullacorteccia

cerebrale.Inquestocasol’attivitàritmicapuòessereinterrottasiaperazionediretta

suineuronicorticalisiaindirettamentesuineuronitalamici(Steriade,2005).

Classicamente le onde EEG che possono essere riscontrate nell’attività di fondo

normale(backgroundactivity,ongoingactivity),visualizzabiliqualitativamenteo in

modopiùprecisomediantel’ausiliodiprogrammispecificiperl’analisiquantitativa,

sonoleseguenti:bandadelta(δ,<4Hz);bandatheta(θ),4-7,5Hz);bandaalfa(α,8-

12,5Hz);bandabeta(β,>13-30Hz)(Fig.7).

42

Figura 7. Esempio di tutte le possibili frequenze riscontrabili in un tracciato EEG. Vengono riportati range difrequenzaelororappresentazionegraficaschematica.

La banda delta (che raggruppa le frequenze EEG più lente) è quella che più

frequentemente risulta inquinata da oscillazioni artefattuali. In generale l’attività

deltanell’EEGfisiologicodivegliadell’adultoèpocovalorizzabileaocchio,essendo

invececaratteristicaemoltopiùrappresentatanelsonnolento.Labandathetavenne

cosìdefinitadaGreyWalterchel’associòperprimoallapresenzaditumoritalamici

(Walter,1944).Comunque,sianell’uomochenelcane,quandonell’EEGdivegliadi

unadultosiassisteaunaprogressivascomparsadell’alfasostituitodaattivitàtheta

sidevesubitopensareaunariduzionedellivellodivigilanza(addormentamento).La

bandaalfa(8-12,5Hz)èpropriadell’EEGdivegliaelecaratteristichediquelloche

classicamenteèdefinitoilfisiologicoritmodifondoalfa.L’attivitàbetaècorrelataa

processimentaliecognitividivariotipo,all’ansiaeallostatodiallerta,maèanche

indottaeincrementatadallasonnolenzaedalsonnoleggero(Fig.8).

43

Figura8.Rappresentazionegraficamultimodale(tracciatiespettri)delleprincipaliquattrobandeEEG.Alladestra

diognitracciatovieneriportatal’analisiquantitativadellefrequenze.FototrattaemodificatadaMecarelli,2009.

Fuorideldominiodellabandabetalefrequenzeancorapiùrapidesonodefinitecome

appartenenti alla banda gamma (γ, 30-80 Hz), frequenze che normalmente non

vengononemmenovisualizzatenegliEEGdiroutineperchéeliminatedagliappositi

filtri.Negliultimianniinoltre,graziesoprattuttoall’avventodiunatecnologiadigitale

sempre più sofisticata e in particolare per interessi sperimentali, si sta prestando

grandeattenzioneallebandedifrequenzaultrafast(>80Hz)(Vanhatalo,2005).

44

2.4Originedelleondecerebrali

Inlineagenerale,l’attivitàelettricageneratadaundipoloprovocaondediattivazione

chesipropaganoconunadeterminatagrandezzainunadeterminatadirezioneeche

perconvenzionesonodirettedallazonaelettropositivaallazonaelettronegativa.

Mentrelagrandezzadelvettoreèinfunzionedelladistanzadell’elettrodoregistrante

(neisegnalibioelettricicerebralilapotenzadelsegnaleèinversamenteproporzionale

alquadratodelladistanza),ladirezionedelvettorerimanesemprecostante.Inaltre

paroleèpossibileaffermarechepiùglielettrodiregistrantisonodistantidall’evento

bioelettricopiùsaràpiccoloilpotenzialeregistrato.Inoltresedueopiùvettorisono

orientati simultaneamenteverso lostessoelettrodo,potrannoesseresommati. In

sintesi,ilrisultatodiquestasommacorrisponderàallasommaaritmeticadelleloro

grandezzesolonelcasoincuiessiagiscanonellastessadirezione.Ilfattocheineuroni

piramidali siano disposti parallelamente fa sì che il campo elettrico generato da

ognunodiloropossasommarsisevengonoattivatisimultaneamente(Niedermeyer,

2005a).

Quindi l’orientamentodeldipolo, equindidel vettoreche rappresenta il flussodi

correntegenerato,èestremamenteimportante.Inbaseall’orientamentodeldipolo

rispettoallasuperficiecorticale,sidistinguerannoundipoloverticale(oradiale)se

orientatoverticalmenteallasuperficiecorticale,undipoloorizzontale(otangenziale)

se localizzato in un solcoo in una scissura interemisferica e undipoloobliquo se

estremità positiva ed estremità negativa non risultano allineate. Il diverso

orientamentodeldipologenereràsulloscalposituazionielettrichediverse.

Sesullasuperficiedelloscalposiapplicanodueelettrodi,questipossonoraccogliere

talidifferenzedipotenziale.L’ampiezzadelsegnaleèinfunzionedelladistanzatrai

dueelettrodi,essendotantomaggiorequantopiùsonodistantiglielettroditraloro.

QuestofenomenovienespiegatodalTeoremadiGaussilqualeaffermacheilflusso

45

del campo elettrico attraverso una superficie chiusa dipende solo dalle cariche

interne alla superficie stessa ed è direttamente proporzionale all’angolo solido

generato.L’angolosolidoèun’estensionedelconcettodiangolopiano,edèdefinito

comeciascunadellesemirettepassantiperunostessopunto(nelnostrocasoilpunto

incuisigenerailcampoelettrico)eperipuntidiunacurvachiusasemplicetracciata

sudiunasuperficienoncontenenteilvertice(nelnostrocasoiduepuntidelloscalpo

dove si applicanogli elettrodi).Quindi applicando i principidel TeoremadiGauss

tantomaggioresaràl’angolosolido,equindiladistanzafraglielettrodisulloscalpo,

tanto maggiore sarà la superficie e il flusso di cariche elettriche registrate

(Rotterdam,2005).

In sintesi, sembrache laproduzionedelleondeelettroencefalografiche siabasata

sullasommadeicambiamentidipotenzialechederivanodacellulecorticali,dailoro

dendritiedallelorosinapsiechequestestrutturesianocontrollatedastrutturepiù

profonde(talamo,sostanzareticolare)cheprobabilmenteagisconoda“pacemaker”,

accordandosiconlostatofisiologicodell’animale(James,2014Introduction).

2.5Posizionamentodeglielettrodi:“Sistemainternazionale10-20”

QuandoHansBergerregistròilprimoEEGdellastoriadalcraniodiunessereumano

avevaadisposizioneduesolielettrodi,chefuronoposizionatinellazonaanterioree

posterioredel capo.Berger continuòautilizzarequelmetodopermolti anni e lo

consideravavalidopermisurarel’attivitàcorticaleglobale.Inseguitoaltriricercatori

evidenziaronocomeinrealtà l’attivitàEEGvariavainmodosignificativoaseconda

dellazonadelcraniodacuisiregistrava(Klemm,1968).

Ilrapidoproliferarediesperienzesiaclinichesiasperimentalipermiseinpochissimi

annidiscoprirechedeterminatiritmi,comeperesempioilfondamentaleritmoalfa,

possedevano una vera e propria regionalizzazione (maggiore espressione in sede

46

posteriore)echealtrigrafoelementifisiologicicaratteristici,comeperesempioifusi

delsonno,sipotevanoevidenziaresoloposizionandodeglielettrodiinsedecentrale

(Kamp,2014).

L’osservazionediattivitàditipodiversoincoraggiòl’usodimolteplicielettrodiedi

più canali di registrazione, ma ben presto si rese anche necessaria una

standardizzazionedellemetodichediregistrazioneaffinchéidatifosseroraffrontabili

tradi loro.UnappositocomitatodellaFederazione InternazionaledelleSocietàdi

ElettroencefalografiaeNeurofisiologiaClinica(InternationalFederationofSocieties

forEEGandClinicalNeurophysiology,IFSECN)guidatodaH.Jaspersimiseallavoro

perstudiareunsistemaspecificodiposizionamentodeglielettrodi,dautilizzarein

tuttiilaboratori.Talesistema,presentatoal2°CongressoInternazionalediPariginel

1949epubblicatodaJaspernel1958,ètuttorauniversalmenteutilizzatoedènoto

sottoilnomediSistemaInternazionale10-20(SI10-20)(Jasper,1958).

GliobiettividelSI10-20eranoquellidistabilireleposizionideglielettrodisulloscalpo

conunsistemadimisurazionechetenessecontodipuntidirepereanatomiciben

definiti,facendosìchelemisurestessefosseroproporzionalialladimensioneealla

formadelcranio;garantireconglielettrodiun’adeguata“copertura”dituttalatesta

e identificarli secondoposizionistandard, indipendentementedal fattochetuttio

soloalcunidiessifosseroutilizzatiinunadeterminataregistrazione;identificarele

posizioni degli elettrodi in base all’area cerebrale sottesa (frontale, centrale,

temporale,parietaleeoccipitale)piuttostochedesignarliconsolinumeri,inmodo

darendere lacomunicazionepiù immediatae intuitiva;effettuarestudianatomici

appropriati per identificare con sicurezza la proiezione delle aree corticali che

presumibilmentecorrispondonoalleposizionistandarddeglielettrodi(Reilly,2014).

PerposizionareinmodocorrettoglielettrodisulloscalposecondoilSI10-20occorre

tracciaredellelineeideali,apartiredaparticolaripuntidirepereanatomici.Lungola

lineamedianaantero-posteriore,checongiunge ilnasionall’inion,passandoper il

47

vertice,siindividuano5posizionistandarddenominatefrontopolare(Fpz),frontale

(Fz),centrale(Cz),parietale(Pz)eoccipitale(Oz).Considerandoladistanzatotalein

centimetritranasioneinionilpuntoFpzeilpuntoOzsonoindividuatial10%della

distanza totale, rispettivamente dal nasion e dall’inion. Tutti gli altri punti sono

calcolatial20%delladistanzainterpostatraFpzeOz(ladenominazione10-20deriva

proprio da questo calcolo percentuale della distanza tra gli elettrodi). Secondo la

disposizioneidealel’elettrodocentrale(Cz)dovrebbeesserecollocatoesattamente

a metà della linea tra nasion e inion (Fig. 9). La linea coronale latero-laterale

congiungeipuntipreauricolarididestraedisinistra(identificaticonladepressione

postaall’originedell’osso zigomaticoproprioal davanti del trago) passandoper il

puntocentralealvertice.Suquestalineaglielettroditemporali(T4adestraeT3a

sinistra) devono essere posti al 10% della distanza totale, partendo dal punto

preauricolare,mentreglielettrodicentralilaterali(C4adestraeC3asinistra)vanno

postial20%daipuntitemporali(T4eT3)edalcentralemediano(Cz)(Fig.10).

Figura 9. Rappresentazione della lineamediana anteroposteriore che congiunge nasion e inion. Foto tratta e

modificatadaMecarelli,2009.

48

Figura10.Rappresentazionedellalineacoronalelaterolateralechecongiungeipuntipreauricolari.Fototrattae

modificatadaMecarelli,2009.

Glielettrodi fronto-polari (denominatiFp2adestraeFp1asinistra)sonocollocati

lungolalinealongitudinale,al10%delladistanzalateralmenteaFpz,mentrepergli

elettrodi occipitali (denominati O2 e O1) il 10% è calcolato in rapporto a Oz. Le

posizionideglielettrodifrontaliinferiori(F8eF7)etemporaliposteriori(T6eT5)sono

determinateinveceal20%diquestalineapartendo,rispettivamente,daFp2/Fp1e

O2/O1.Irimanentielettrodifrontali(F4eF3)eparietali(P4eP3)sonopostilungole

lineefrontalieparietalicoronali,equidistantitralalineamedialeetemporalediogni

lato. La numerazione standard del sistema 10-20 prevede la disposizione degli

elettrodi di numero pari sulla parte destra del cranio e degli elettrodi di numero

disparisullapartesinistra,indicandoliconletterecheidentificanolazonadelcranio

sopracuisonocollocati:Fp2,F4,F8,C4,P4,T4,T6eO2perl’emisferodestroeFp1,

F3, F7,C3,P3,T3,T5eO1per l’emisfero sinistro.Un tale sistemadimisurazione

comportaquindil’identificazionedi21posizionielettrodichestandardincludendogli

elettrodidellalineamediana(Fz,CzePz)eidueelettrodiauricolaridiriferimento

(A2eA1)(Carpi,2007).Inmedicinaumanavengonoutilizzatielettrodidisuperficiee

nonelettrodimonopolarisottocutanei,comeancoraavvieneinveterinaria.

49

Inveterinariailsistema10-20standardsopradescrittononvieneutilizzatonellasua

interezza.Cisonostatinumerosiautorichehannopropostodellevariazioniaquesto

sistema semplificandoemodificando laposizionee il numerodegli elettrodi, non

sempre rispettando i principi di base del sistema 10-20 (Fig 11) (Klemm, 1972;

Redding,1987;Bergamasco,1999;Pellegrino,2004; James,2014).Manessunodi

questiè stato supportatoda lineeguida internazionalie talevariabilità si traduce

nelladifficoltàdicompararestudiprodottidaidiversigruppidiricerca.

Figura11.(A)VistadorsaledelposizionamentodeglielettrodiEEGinuncraniocaninomesocefalico.Fp,elettrodi

frontopolari; F, elettrodi frontali, P, elettrodi parietali; O, elettrodo occipitale; T, l'elettrodo temporale; Cz,

elettrodo centrale (vertice); Oz, l'elettrodo occipitale centrale. (B) Vista laterale sinistra del cranio canino

mesocefalico. L’immagine mostra il posizionamento dell’elettrodo temporale sinistro (T3). (C) Esempio di

posizionamentodeglielettrodiinuncraniocaninobrachicefalico.FototrattaemodificatadaPellegrino,2004.

50

2.6Derivazioniemontaggi

Traimoltifattoricheinfluenzanoilmodoincuiilsegnalebioelettricocerebraleviene

visualizzatosullatracciaEEG,sicuramenteunruolofondamentaleèsvolto,oltreche

dalposizionamentodeglielettrodisulloscalpo,anchedacomequestisonocollegati

agli amplificatori differenziali. Una linea di registrazione EEG generata da un

amplificatoredifferenzialecheamplificaladifferenzadisegnalebioelettricoesistente

fra due ingressi, viene comunemente definita “canale”. Quando si misura la

differenzadipotenzialetraduepuntidelcraniounoèdenominato“comune”o“di

riferimento” e il suo potenziale è assunto come zero, mentre l’altro è definito

“esplorante”.Ipuntidiriferimentononhannounpotenzialeconvalorezerorealee

questo crea dei problemi che possono essere superati connettendo insieme due

amplificatori al punto di terra e comparando la differenza di potenziale tra i loro

ingressi attivi. Questo circuito è l’amplificatore differenziale usato negli

elettroencefalografitradizionali.

Partendo da tale premessa ne consegue che se i due ingressi (input) attivi

dell’amplificatore hanno lo stesso potenziale rispetto allo stesso punto di terra,

l’uscita (output)èzero.Soloquandoquestipotenziali sonodiversisi registreràun

valore di output proporzionale alla differenza tra i due valori di input: questa

proprietàdegliamplificatoridifferenzialidinonregistraresegnalicomuni“infase”è

estremamenteimportantenelleregistrazionibiologiche,dovecisonomoltesorgenti

dipotenzialielettricichepossono interessare iduepuntidi registrazione inmodo

eguale e quindi essere “reiettati” nella registrazione (in-phase rejection). Una

conseguenzadiciòèchefornendosolol’outputdiunamplificatoredifferenzialeè

praticamente impossibile conoscere quale sia l’input a ognuno dei due ingressi,

essendociunainfinitacombinazionediinputchepuòprodurreunparticolareoutput

(Mecarelli,2009).

51

Per tornare al nostro EEG può essere utile immaginare i campi elettrici sopra la

superficiedelloscalpocomelasuperficiedelmaresolcatadaondedivariaintensità

che si intersecano: l’EEGè raramenteuno stagno conondequasi impercettibili e

quandociòsiverificacisiavvicinaaltracciato“piatto”esistaperrealizzarequella

fatalecondizionedefinitamortecerebrale.Continuandoinquestaanalogiainostri

elettrodisonocometappidisugherogalleggiantisull’acquaenoipossiamosoltanto

misurare ledifferenzedi altezza fradi loro.Daquestedifferenzeèpossibileperò

stabilirequantosiaestesoilpatterndelleondecheleproduce.Chiaramentequesta

ricostruzioneèpiùfacilesei“tappi”sonoposizionatiinunmodopreciso,adistanze

approssimativamente regolari, come disposti su una grata ortogonale. C’è poi

bisognodiunpunto fisso chepotrebbeessere la riva cui tutti i tappi dovrebbero

riferirsi.

Inelettroencefalografiaquindi,cosìcomenellanostraanalogiamarinaresca,oltreil

posizionamentodeglielettrodisulloscalpo(secondoilSI10-20),sonofondamentali

lacombinazionedeglielettrodielaloromodalitàdicollegamentoall’amplificatore

(montaggiederivazioni).Perragionistoricheepratichel’EEGèdisolitovisualizzato

comeuninsiemeditraccecheindicanocomesimodificanoledifferenzedipotenziale

neltempo.Inuntracciatotradizionale(EEGanalogico)ognitracciaèlarisultantedel

collegamentodidueelettrodiagliamplificatorieaifiltri,consuccessivopassaggiodel

segnale captato al galvanometro e alla penna scrivente. Con l’avvento dell’EEG

digitaletuttoèstatosostituitodall’hardwareedalsoftwaredeicomputer,maogni

traccia continua a essere indicata come “canale”, sia che venga prodotta da un

apparecchioanalogicosiachevengaelaboratadauncomputer(Mecarelli,2009).Il

vantaggio risiede nel fatto che le varie configurazioni di montaggio e derivazioni

possono esseremodificate e applicate anche dopo la registrazione dell’EEG, così

comeaccadeperifiltraggieleamplificazionideicanali.

52

Inmedicina veterinaria sono utilizzati due tipi di derivazioni: quelle referenziali e

quellebipolari(HolidayandWiliams,1999).

Nelle derivazioni referenziali ogni elettrodo posto sul cranio viene riferito a un

elettrodocomunepostoinunpuntox,solitamenteneldorsodelnaso.Ilprincipioè

analogoaquellodellemappegeografiche,dovel’altitudinediognipuntoècalcolata

considerandocomeriferimentoillivellodelmare.L’elettrodocomunediriferimento

dovrebbeessereilpiùpossibileneutrodalpuntodivistaelettrico(noncontaminato

nédaaltripotenzialielettricicerebralinédapotenzialibiologicicorporei),eventualità

davveroraranellarealtà.LeattualiapparecchiatureEEGdigitaliriferisconosempreil

segnalebioelettricocerebraleaunelettrodocomunediriferimentoche ingenere

nellatestina-pazientehauningressodenominatoG2echepuòessereposizionato

sia sullo scalpo sia altrove (usualmente esso però viene posizionato sullo scalpo

medialmente,anteriormenteall’elettrodoFzotraFzeCz).IlG2(elettrodocomune)

nonèaltroquindicheilpuntocomunerispettoalqualesonomisuratituttiipotenziali

dei singoli elettrodi (ogni sistema, infatti, misura solo differenze di potenziale)

(Mecarelli,2009).

Nellederivazionibipolariladifferenzadipotenzialeècalcolatatracoppiedielettrodi,

postilungocatene(longitudinaliotrasversali)incuiunelettrodoèincomunetradue

canalisuccessivi(Fig.12).

53

Figura12.a)EEGdicaneregistratoconderivazionemonopolareb)EEGdicaneregistratoconderivazionebipolare.

Inquestomodouneventolocalizzatosottoundeterminatoelettrodoprodurràuna

deflessioneugualemadisegnooppostoneidueelettrodiadiacenticheloprecedono

e loseguononellacatenaelettrodica (HolidayandWiliams,1999;Noachtaretal.,

1999).

Infine,permontaggiosiintendelaspecificamodalitàdiconnessionedeglielettrodi

alcanaleregistrantedell’elettroencefalografo.

Inmedicina veterinaria e nei laboratori EEG, anche se al giorno d’oggi non sono

numerosissimi,esisteunagrandevarietàdimontaggiimpiegatinellapraticaclinica,

emoltidiquestisonoinadeguatietroppocomplessiperleregistrazionidiroutine.

Questadifformitàimpedisceilcorrettoscambiodiinformazionitraglispecialistidel

settoreevaspessoadiscapitodell’animale.Inmedicinaumanaperovviareaciòda

moltiannisialaInternationalFederationofClinicalNeurophysiologysial’American

ClinicalNeurophysiologySocietyhannopubblicato lineeguidaperstandardizzare i

montaggiedilposizionamentodeglielettrodi(Jasper,1957).

54

2.7SemeiologiaEEGdibase

PerpoterdescrivereeinterpretarecorrettamenteungrafoelementoEEGisolatoo

unaseriedigrafoelementichesi ripetono insuccessionenel tempooccorretener

conto della loro morfologia, ampiezza, frequenza, localizzazione e modalità di

comparsa. Questi aggettivi ci permettono di classificare tutti i grafoelementi che

possiamoriscontrarenellaletturadiuntracciatoelettroencefalografico.Aseconda

dicomeilgrafoelementoappare(morfologia)essopotràesseredefinitocomelento

(slow)oppureaguzzoopuntuto(waveospike)(Fig.13)(Tatum,2008a).

Figura13.CaratteristichemorfologichedeglielementiEEG.FototrattaemodificatadaMecarelli,2009.

Isegnalilentisarannoquindirappresentatidaformed’ondaarrotondate,chedurano

moltonell’unitàditempo;selaloroformaèparticolarmenteregolareesiripetecon

le stesse caratteristiche potranno essere anche definiti come segnali monomorfi,

mentrese,purnelrispettodellaformalenta,siosservanoirregolarità,sipotràparlare

disegnalilentipolimorfi.Glispikeinveceduranomenonell’unitàditempo.Laforma

55

diunsegnalequindièdirettamentecorrelataconladuratadelsegnalestesso,chesi

misura in millisecondi (ms), intendendo per durata l’intervallo di tempo che

intercorretral’inizioelafinediun’ondasingolaodiuncomplesso(Mecarelli,2009).

Laduratadiunospikeècompresafra20e70ms.Lamorfologiadiungrafoelemento

èpoidescrittadallafase,chesidefiniscedalpuntoincuiilsegnaleabbandonalalinea

isoelettricaalpuntoincuiritornaallastessa;asecondadiquantefasihaunsegnale

essosidistingueràinmonofasico,bifasico,trifasico,polifasico(Fig.14).

Figura14.CaratteristichemorfologichedeigrafoelementiEEG.FototrattaemodificatadaMecarelli,2009.

Seunsegnalecomparesudiversicanalididerivazionibipolariconelettrodiincomune

sipotràverificareilfenomenodell’opposizionedifaseophase-reversal(l’ondadel

canale superiore avrà una fase diversa dal canale sottostante con i due apici che

tenderanno a combaciare) o all’opposto quello dell’eversione di fase (Fig 15)

(Mecarelli,2009).Lapolaritàèriferitaalversochehaungrafoelementorispettoalla

56

lineaisoelettrica.Perconvenzionevengonodefinitepositiveleondechesiportano

versol’altoenegativequellechesirivolgonoversoilbasso.

Figura15.Esempioschematicodiopposizioneedeversionedifase.FototrattaemodificatadaMecarelli,2009.

Un’altra caratteristica da considerare durante la lettura e l’interpretazione di un

tracciatoEEGèlasincroniadeglieventifraidueemisferi.Laripetizionedeisegnali

su aree diverse dell’emisfero omo- o controlaterale può avvenire rispettando la

stessafase,inmodosimultaneo,eallorasiparleràdisegnalesincrono,oppurecon

sfasamentoeinquestocasoilsegnalesaràasincrono(Holliday,2006).

Anche l’ampiezzadiunsegnale (μV)è importantepercaratterizzarlodalpuntodi

vista morfologico. L’ampiezza di un’onda si misura valutando l’altezza (in mm)

dell’ondapicco-piccoemoltiplicandolaperlasensibilitàdell’amplificatore;inquesto

modo si otterrà il valore di voltaggio del segnale (μV/mm). Quando si misurano

segnaliottenutiindueopiùcanalidiunemisferoponendoliaconfrontoconquelli

registratidallestesseregionidell’emisferocontrolateralebisogneràanchedescrivere

lasimmetria/asimmetriadeisegnali,cioèsesonodellastessaampiezzaodiampiezza

diversa.

57

Nel caso in cui segnali regolari si ripetano nell’unità di tempo il parametro

fondamentaledavalutareèlafrequenza,espressainHertz(Hz).Lafrequenzadiun

segnale indica il numero di cicli completi di onde ripetitive o di complessi che si

verificano in un secondo (Holliday, 2006). Nella figura 16 sono schematizzate le

caratteristichediampiezzaefrequenzadidiversisegnaliEEGchesiripetonosotto

formadiritmo.

Figura16.AmpiezzaefrequenzadidiversisegnaliEEGritmici.FototrattaemodificatadaMecarelli,2009.

58

Un parametro fondamentale per caratterizzare un evento EEG è la sua

rappresentazionespaziale.Conoscendo laposizionedeglielettrodie lederivazioni

utilizzate per la registrazione potremo ben definire tale localizzazione. Un

determinatoeventoverràdefinitofocalequandopresentesuunasingolaareadiun

solo emisfero cerebrale oppure multifocale, se presente su aree diverse di un

emisferoodientrambigliemisferimainmodoasincrono.Uneventovienedefinito

diffusoogeneralizzatoquandopresenteinmodosincronosututteleareecerebrali

dientrambigliemisferi(Fig.17)(Mecarelli,2009).

Figura17.RappresentazioneschematicadifenomeniEEGfocali,multifocaliediffusi.Fototrattaemodificatada

Mecarelli,2009.

59

InfinesideveconsiderarelaritmicitàdeltracciatoEEG.Seunsegnalesinusoidalesi

presentacostanteadunafrequenzafissa,vienedefinitoperfettamenteritmico,così

comeuncomplessodionde (anchesemorfologicamente irregolari) sipresentano

conunaciclicitàregolare,vengonodefiniteritmiche.Ipatternchepresentanobari

gradidiintervallidiripetizioneritmichefraloroirregolarivengonodefinitisemiritmici

(Fisch,1999).

2.8 Artefatti

GliartefattisonounapartemoltoimportantedellasemeiologiaEEG.Perartefattosi

intendequalsiasielementodiorigineextracerebralechesipuòregistraresuicanali

EEGecheinqualchemododisturbal’acquisizioneelavisualizzazionedeltracciato.

Gliartefattiriconosconomolteplicioriginiepossonofondamentalmentedipendere

dacauseinterneoesterneall’animale.

Gliartefattioculariperesempiohannounamorfologiaeunalocalizzazionetipicae

fornisconoinformazioniimmediatecircailcorrettoposizionamentodeglielettrodi,i

parametridiamplificazione, laprofonditàanestesiologicadelpazienteecc.Avolte

unartefattodaelettrocardiogrammaèingradodievidenziarearitmiecardiache.Nei

pazienti con epilessia la comparsa sul tracciato di artefatti muscolari, oculari, da

movimento, può essere indicativa dell’insorgenza di una crisi. Nell’uomo le

registrazioniduranteilsonnonecessitanodicanalipoligraficicheregistrinoartefatti

oculari,daECG,muscolari, legatiallarespirazione,fondamentaliperlastadiazione

delsonnostesso.Infine,neipazientiincomasiutilizzanostimolazionidivariotipoe

inbaseallacomparsaomenodiartefattisipossonoavereinformazioniimportanti

riguardolagravitàdeldisturbodicoscienza(Nunez,2010).

Quindi, durante una registrazione EEG standard gli artefatti vanno riconosciuti,

descritti e possibilmente eliminati. In condizioni particolari essi vanno invece

60

opportunamente valorizzati e anche registrati, proprio per ottenere da essi

informazioniaggiuntive.

Inmodomolto schematico gli artefatti possonoessere raggruppati in: artefatti di

originebiologicaoartefatti fisiologici, artefatti dovuti al sistemadi acquisizioneo

strumentali; artefatti da interferenze elettriche e da apparecchiature esterne

(Holliday,1999,Klem,2003).

Gliartefattifisiologiciincludono:artefattodamovimentooculare,artefattimuscolari,

artefattidaattivitàcardiacaeartefattidamovimento(Klem,2003,Cauduro,2017).

Imovimentiocularipossonoesseredistintiin:movimentisaccadici,volontarioriflessi

e consistono in movimenti rapidi degli occhi che l’uomo e gli animali fanno per

spostarelosguardodaunoggettoaunaltroilpiùvelocementepossibile;movimenti

lentidiinseguimento;movimentiatiponistagmo,movimentiritmiciinvolontaridegli

occhi.Ilnistagmopuòessereascosse,incuisiriconosceunacomponentelentaeuna

rapida o pendolare, con oscillazioni più o meno uguali in frequenza nelle due

direzioni.Imovimentioculariingeneralepossonoessere,secondoladirezionenello

spazio,orizzontali,verticali,obliquierotatori.Inoltrepossonoessereconiugationon

coniugati. Un altro tipo di artefatto fisiologico legato al movimento oculare è il

fenomeno dell’ammiccamento o blinking. Per ammiccamento si intende

l’abbassamento della palpebra sul bulbo oculare (si parla di flutter per indicare

blinking ripetuti, di ampiezza minore e frequenza maggiore). Gli artefatti che

genericamente definiamo da movimento oculare consistono in deflessioni più o

meno ampie e rapide, prevalenti sulle derivazioni frontali e temporali anteriori,

dovutealmovimentodeiglobioculariodellepalpebre.Sedovutialmovimentodelle

palpebresiavrannodelledeflessionirapide(blink)adaltafrequenza,seinvecesono

dovutiaimovimentideiglobioculari,aocchichiusi,siavrannodeflessionipiùlentee

avolteritmiche(Fig.18).

61

Figura18.TracciatoEEGdiroutineincuisonoriconoscibiliartefattibiologicioculari.Sultracciatodisinistrasono

riconoscibiliartefattodarotazionedelbulbooculare,inparticolarelarotazionedelbulboocularedidestra.Nel

tracciatoadestrasonomessiinevidenzadegliartefattidablinking.

L’artefattodioriginemuscolareèadaltafrequenza,sisovrapponealletracce

EEG,coprendotuttal’attivitàcorticalesottostante.Questotipodiartefattoè

molto frequente, soprattutto in sede fronto-temporale (contrazione dei

muscolitemporali),insedefrontale(contrazionedeimuscolifacciali)einsede

temporo-occipitale (contrazione dei muscoli nucali). Per evitarlo è spesso

necessario l’uso di farmaci anestetici/miorilassanti intradermici inoculati

moltovicinoall’elettrodooglielettrodicheregistranol’artefatto(Fig.19).

Figura19.Esempidiartefattimuscolari.

L’artefatto da attività cardiaca è la registrazione dell’attività elettrica del cuore a

livelloencefalico.Infattiilcampoelettricogeneratodall’attivitàcardiacapuòessere

62

captatoperconduzionevolumetricadaglielettrodicerebrali.Questotipodiartefatto

èpiùfrequenteevidenziarloneicanidigrossataglia,fattoprobabilmentelegatoalla

massa cardiacamaggiore. L’artefatto da ECG si presenta sotto forma di spikes di

bassa-mediaampiezza,sincroneconilcomplessoQRS.Perquestimotivi,sepossibile,

èpreferibile,anchenelleregistrazionidiroutine,monitorarel’attivitàcardiaca(Fig.

20ae20b).

Figura20a.Le frecce indicanodeglispikesdaECG,perfettamente insincroniacoi icomplessiQRSregistrati in

basso.FototrattaemodificatadaMecarelli,2009.

63

Figura20b.EsempiotracciatoEEGdiuncaneconpersistenteartefattoECGinregionetemporalesinistra.

Gliartefattidamovimentoincludonolarespirazione,iltremoreetuttiglialtritipidi

movimento involontario che possono instaurarsi nell’animale. Questo genere di

artefattipossonoverificarsinelcasoincuil’animalefacciaunacrisiepiletticadurante

la registrazione EEG o per una diminuzione della profondità del piano

anestesiologico.

L’altro grande gruppo di artefatti sono quelli non fisiologici. Sono dovuti ad

interferenzeelettricheesterneointerneallastrumentazioneutilizzata.Gliartefatti

non fisiologici strumentali sono dovuti a problemi correlati agli elettrodi, come

l’artefatto da “ponte” interelettrodico o l’artefatto da cattivo contatto elettrodo-

morsettoeconnettoreelettrodo-testina. Ilprimomanifestaconunappiattimento

deltracciatonellederivazionibipolari,incuialcunicanalihannounoopiùelettrodi

incomune.Ilgrandeaumentodellaconduzionenellaporzionecutaneacompresatra

2elettrodiriferititraloro,dovutoallapresenzadimaterialeconduttoreineccesso

(soluzioneliquidasottocutanea)riduceazero,oavalorimoltoprossimiallozero,la

differenza di potenziale elettrico tra gli elettrodi stessi; gli artefatti da cattivo

contattoelettrodo-morsettosonocaratterizzatidaelementipuntutiolenti,isolatio

64

insequenzeritmiche,diampiovoltaggio.Talvoltaquestiartefattipossonosimulare

spikesepiletticirapidiedibassaampiezza(Fig.21)

Figura21.Esempiartefattilegatialmalfunzionamentodeglielettrodi.

Gli artefatti da interferenze elettriche da apparecchiature esterne sono molto

frequenti.Rientranoinquestacategoriagliartefattidacorrentealternata,artefatto

datelefonoegliartefattidainterruttori(YoungandCampbell,1999;Klem,2003).

Gliartefattidacorrentealternatasonorappresentatidaun’attivitàrapidacontinua

(a50Hz inEuropaoa60HzneiPaesianglosassonie inalcuniPaesiorientali),di

ampiezzavariabile.Sitrattadiunsegnaleelettromagneticogeneratodacavielettrici

o apparecchiature collegate alla rete elettrica (anche non in funzione), che si

sovrapponealsegnalecerebraleregistratorendendoloilleggibile(Fig.22).

Figura22.EsempididuetracciatiEEG.Sultracciatodisinistraèbenevidentel'artefattodacorrentealternatain

regione posteriore destra. Il tracciato di destra rappresenta la stessa situazione temporale di tracciato dopo

l'inserimentodelfiltroa50Hzequestopermettelavalutazionecorrettadell’EEG.

65

Gli artefatti da telefoni cellulari si manifestano sotto forma di scariche diffuse

puntute,avolteconl’aspettodicomplessipuntaepolipunta-onda.Taleartefattoè

sempreditipoelettromagneticoecomparedisolitoprimacheilcellularesquilli,cioè

quando l’apparecchio si prepara a ricevere o inviare una chiamata. Per evitarlo è

ovviamente raccomandabile lo spegnimento di ogni dispositivo telefonicomobile

durantelaregistrazione(Fig.23).

Figura23.Dueesempidiartefattoprovocatodamodellidiversiditelefonocellulare.Fototrattaemodificatada

Mecarelli,2009.

Infine l’accensione e/o lo spegnimento (on-off) di apparecchiature alimentate

elettricamente (lampade normali o al neon, strumenti elettromedicali, pompe da

infusioneecc.)determina lacomparsasull’EEGdispikesrapideodigrafoelementi

puntuti e lenti di ampio voltaggio, su uno o più canali EEG. Questo rappresenta

l’artefattodainterruttore.Perevitarequestiartefattiènecessarioinnanzituttoche

gli impianti elettrici degli ambienti in cui si registra siano a norma. Occorre poi

66

individuare la fonte dell’artefatto e in casi particolari disattivare gli strumenti

responsabili(Fig.24)(Klem2003,Cauduro,2017).

Figura24.A)AccensionedilucenormaleB)Artefattidalampadealneon.FototrattaemodificatadaMecarelli,

2009.

2.9Classificazioneelettro-clinicadellecrisiepilettiche

I quadri elettroencefalografici che possiamo riscontrare nella pratica clinica sono

molto variegati ed ognuno ci può indirizzare verso un determinato quadro

diagnostico(Fig.25).

67

Figura25.GrafoelementiriscontrabiliinuntracciatoEEGpatologico.

Fondamentalmente i possibili pattern patologici EEG che più frequentemente si

riscontrano inpazientiaffettidaepilessiapossonoessere lapresenzadi fenomeni

parossistici, alterazionidell’attivitàdi fondoepatternmisti, in cui ilparossismosi

sovrapponeadun’alterazionedell’attivitàdifondo(Tatum,2008b;Kaplan,2008).

Daunpuntodivistaelettro-clinicolecrisiepilettichevengonoclassificateinfocalie

generalizzate, a seconda se il fenomeno parossistico è limitato ad un emisfero o

coinvolgeperinterolacorteccia.Nonèinfrequentechefenomenilocalizzatipossono

diffondereinquadriparossisticigeneralizzati(Fig.26).

68

Figura26.EsempiditracciatiEEGconattivitàparossisticafocalizzatoegeneralizzata.

Vengono indicate come scariche epilettiformi inter-ittali quei fenomeni distinti di

gruppi d’onde tipicamente espresse nei pazienti affetti da epilessia. Per evitare

fraintendimentiterminologici,segueunabrevedefinizionedeiprincipaliterminiusati

nell’attivitàclinicadiroutinedell’EEG.

Per parossismo si intende un evento encefalografico, anche singolo, che inizia e

finiscebruscamente,chesidistinguenettamentedall’attivitàdifondo.Perpattern

criticooscarica(seizurepatternordischarge)siintendeunfenomenodelladuratadi

qualche secondoopiù, consistente in grafoelementi epilettiformi ripetuti, conun

inizioeunafineabbastanzabenriconoscibili;lascaricapuòesserefocaleodiffusa,

associataonoaunacomponenteclinica.

I grafoelementi epilettiformi che costituiscono i parossismi e le scariche sono: la

punta (spike), complesso di punte o treni di punte (polyspike complex), l’onda

puntuta (sharp wave), il complesso punta-onda lenta (spike- and slow-wave

complex),complessopolipunta-ondalenta(polyspikes-andslow-wavecomplex)eil

complessoondapuntuta-ondalenta(sharp-andslow-wavecomplex)(Kaplan,2008;

Niedermeyer,2005c).

69

Lospikeèuneventotransiente,chiaramentedistintodall’attivitàdifondo,adapice

puntuto, con componente principale in genere negativa, mono-bitrifasica, di

ampiezzamolto variabile e di brevissimadurata. Il complessodi polipunte invece

consisteinunasequenzadidueopiùspikeconsecutivi.Perondapuntuta,aguzzao

angolare, si intende un elemento transiente chiaramente distinto dall’attività di

fondo,conapicepuntuto,bi-trifasico,diampiezzavariabile,diduratacompresatra

70-200ms. L’attività lenta (delta o theta) è quella chemaggiormente interferisce

nell’alterazione dell’attività di fondo. La presenza di tale attività può essere

consideratafisiologicainalcunistadidelsonno.Inpazientiinstatodivegliaquesto

tipodi patternEEG ci indirizza versoquadri patologici di origine sottocorticale, in

particolareconcoinvolgimentodellevietalamo-corticali.

NelleepilessiegeneralizzateiltracciatoEEGinter-ittalepuòesserecaratterizzatoda

scariche parossistiche generalizzate, bilateri e sincrone. Nelle forme idiopatiche

generalizzate il tracciatodi solitononmostraun’alterazionedell’attivitàdi fondo.

Invece nelle forme sintomatiche il quadro elettroencefalografico può presentare

attivitàdifondoanomalaassociataapresenzadiattivitàparossisticheepilettiforme

multifocale o asincrono bilaterale, oppure ci può essere esclusivamente

un’alterazionedell’attivitàdifondosenzalapresenzadiattivitàparossistica.

Le epilessie focali sono caratterizzate dalla presenza di singoli picchi, spikes e

complessipunta-onda.Questaattivitàparossisticapuòesseresincrona(all’interno

dellostessoemisfero)oasincrona,intermittenteocontinua.L’attivitàdifondopuò

essere anomala presentando attività delta polimorfica, attività delta ritmica

intermittente o attività theta (Berendt, 1999). La presenza di attività di scariche

epilettiformi generalizzate in pazienti con epilessia focale può essere una

conseguenza del fenomeno della sincronizzazione bilaterale secondaria e può

portareadun’erratadiagnosidiepilessiageneralizzata(Fig.27).

70

Figura27.Schemaperl'interpretazioneelettro-clinicadiuntracciatoEEG.

Ilprocessoanaliticodibasechesipuòadottarequandosi incontranopatternEEG

sconosciutièmostranonelloschemaadalberochesegue:

ProcedimentoanaliticoditracciatoEEG,modificatodaFisch,1999.

71

3.RISONANZAMAGNETICA

3.1Introduzioneeprincipi

Coniltermine“risonanza”siintendeunfenomenofisicosecondoilqualeduesistemi,

unoaccettoreeunoerogante,siscambianoenergiainmodoproporzionaleallaloro

affinitàintrinseca(Fig.28).

Nellospecificodellarisonanzamagnetica, il sistemaaccettoreèrappresentatodai

nucleidiidrogenoordinatiall'internodiuncampomagneticostatico(CMS)dielevata

intensità;ilsistemaeroganteinveceèrappresentatodalleondeelettromagnetiche

nello spettrodelleonde radio (RF). LeondeRFvannoa interferirecon lo statodi

equilibriodeinucleidiidrogeno(H)fornendoenergiachevienedaessiaccettatasolo

selafrequenzadelleRFsiaccordaconlalorofrequenzaintrinseca.

QuandoleRFnonvengonopiùerogateilsistemaricevente,ovveroinucleidiH,cede

l'energiaineccessosottoformadiradiofrequenzaconmodalitàdifferenteinbaseal

tessutoequindiallegamespecificodeinucleiidrogenoconlealtremolecole(acqua,

proteine, zuccheri...) finoalmomento in cui ritornaallo statodiequilibrio iniziale

Pozzi,2004).

Figura28.Fenomenodirisonanza

72

3.2Sequenze

Lesequenzesibasanosull’inviodiimpulsidiradiofrequenza(RF)esullavariazione

deigradientimagneticilocaliGx(gradientedilettura,raccogliedatisuunodeidue

assi del piano dello strato analizzato), Gy (gradiente di codifica di fase, fornisce

informazionispazialisull’altroassedelpiano),Gz(gradientediselezionedellostrato,

determinalostratodaesaminare)applicatiinpresenzadelcampomagneticostatico.

Infatti,variandogliimpulsiRFèpossibileinterferireconilcontrastodell’immagine,

mentre, modificando i gradienti, l’operatore ha la possibilità di controllare la

localizzazionespazialedelleimmagini.Lesequenzevengonoclassificatein:sequenze

convenzionali,SpinEcho(SE)eInversionRecovery(IR)+(STIR,SPIR,FLAIR);sequenze

rapide,GradientEcho(GE),FastoTurboSpinEcho(FSEoTSE)eGradientEchoSpin

Echo (GRASE); e le sequenzeultrarapide, EchoPlanar Imaging (EPI) eHalf Fourier

SingleShotSpinEcho(HASTE)(Passariello1990,Pozzi2004).

3.3Sequenzeultrarapide

La sequenza Spin Echo (SE) rappresenta la prima sequenza utilizzata in risonanza

magnetica.Ècaratterizzatadaun’elevatacapacitàdideterminareuncontrastotrai

diversitessutierisultarelativamentepocosensibilealledisomogeneitàdelcampo

magnetico.LasequenzaSEconsistenell’inviodiunprimo impulsoselettivoa90°,

seguitodaunimpulsoa180°.Inseguitoall’impulsoa90°glispinsispostanodall’asse

z(longitudinale)all’assexy(assiale)equestodeterminal’iniziodeldefasamento.Il

successivo impulso a 180° corregge il defasamento e inoltre annulla le eventuali

disomogeneitàdelcampomagnetico(Gavin,2011).

Per ricostruire l’immagine RM è necessario inviare tante successive sequenze di

73

impulsia90°ea180°quantesonolelineedellamatrice(adesempioperunamatrice

a512x512lasequenzadovràessereripetuta512volte).

Nelle sequenze SE le variabili che maggiormente sono in grado di influenzare

l’acquisizione dell’immagine, e di conseguenza la semeiotica del segnale, sono il

tempodiripetizione(TR)ovveroiltempocheintercorretral’iniziodiunasequenzae

l’inizio di quella successiva e il tempo di eco (TE), cioè l’intervallo di tempo tra

l’impulsoa90°elacomparsadell’eco.

IlTRinfluenzaprincipalmentelaT1-dipendenza,mentreilTElaT2-dipendenzadella

sequenzautilizzata.

Questasequenzaforniscedatirelativiaiprincipaliparametriintrinsecitissutaliquali

T1,T2edensitàprotonica(DP);variandoilTReilTEèpossibileselezionaresequenze

Spin Echo dipendenti dai tre parametri sopracitati: utilizzando TR e TE brevi si

ottengonoSET1dipendenti,conTReTElunghisiavrannosequenzeSET2dipendenti

mentreconTRlungoeTEbrevesiotterrannosequenzeSEDPdipendenti.

NellesequenzeSET1-dipendenti: sono iperintensi i tessutio i liquidiconunbreve

tempodirilassamentoT1(adesempioilgrasso),mentreappaionoipointensiquelli

contempodirilassamentoT1lungo(adesempioilliquor).

NellesequenzeSET2-dipendenti:sonoiperintensiitessutioiliquidiconuntempodi

rilassamentoT2lungo(liquor),mentresonoipointensiquellicaratterizzatidaunT2

breve(grasso,sostanzabianca)(Pozzi,2004).

LasequenzaSET1-dipendenteèingradodicaratterizzareinmodomoltoaccuratola

morfologia delle strutture esaminate; per questo motivo rappresenta sempre la

primafaseperunostudiodirisonanzamagnetica.

LasequenzaSET2-dipendenteèinvecepiùsensibileallemodificazionipatologiche

deitessutianalizzatiedèindispensabileperlostudiodellepatologiedelSNC.

L’inviodiunimpulsoa90°seguitodaunimpulsoa180°èresponsabileperòdiun

tempo di acquisizione d’immagine molto lungo che rappresenta lo svantaggio

74

maggioredellasequenzaSpinEcho(Pozzi,2004).

La sequenza Inversion Recovery È caratterizzata da un impulso preparatorio di

inversionea180°,cheprecedegliimpulsidieccitazionediqualunquealtrasequenza.

L’impulsoa180°causal’inversionedellamagnetizzazionelongitudinale(ML)daupa

down;quandol’impulsoterminalaMLritornaall’equilibrio(up);mentrelaMLritorna

all’equilibrioraggiungeunmomentoincui lasuacomponentevettorialeènulla in

entrambeledirezioni,questopuntoèdefinitocome“nullpoint”edèspecificoper

ognitessuto.

Inquestasequenzaitempidiripetizione(TR)devononecessariamenteesserelunghi

in quanto devono consentire ai tessuti analizzati di recuperare (recovery) la

magnetizzazioneinseguitoagliimpulsipreparatori.

ItessuticonbreveT1recuperanorapidamentelaloromagnetizzazione(adesempio

ilgrasso)edinseguitoall’inviodell’impulsoa90°rispondonoconunfortesegnale.

Invece i tessuti con un lungo tempodi rilassamento T1 (liquor), poiché non sono

ancorariuscitiarecuperaredeltuttolapropriamagnetizzazione,risponderannocon

unsegnalemoltopiùdebole(Pozzi,2004).

Daquestecaratteristichetissutalisipuòdedurrecheinquestaparticolaresequenza

assumeunagrandeimportanzaunaltroparametro,ovveroiltempodiinversione(TI)

cherappresental’intervallocheintercorretral’impulsopreparatorioel’iniziodella

veraepropria sequenza. Le variazionidel TI apportatedall’operatoreandrannoa

determinareunamaggioredipendenza(opesatura)T1dell’immagine.

Questasequenzaoffreinoltrelapossibilitàdisopprimereilsegnaleprovenienteda

unospecificotessuto inquantoèpossibile,conoscendo il tempodi inversionedel

tessuto,selezionare ilvaloredi“nullpoint”diuncertotessutoeannullarecosì la

relativacomponenteMLresponsabiledelsegnaledirisonanzamagnetica.

SullabasedelsegnalechesivuoleannullaredistinguiamodiversitipidisequenzaIR:

laSTIR(ShortTauIR),laSPIR(SelectivePartialIR)elaFLAIR(FluidAttenuatedIR).

75

STIR:vieneimpiegatanellostudiodidistrettiacontenutoadiposo(orbita,rachidein

quanto ricco di midollo giallo). Viene annullato il segnale proveniente dal grasso

attraverso l’utilizzodi unTImoltobreve (100-200msec, pari aquellodel tessuto

adiposo).

LosvantaggiodellaSTIRrisiedenelfattochenonvengonosoppressiesclusivamente

isegnaliprovenientidelgrassomaanchequellidialtritessutioliquidibiologiciche,

comeiltessutoadiposo,sonocaratterizzatidaunbrevetempodirilassamentoT1(ad

esempio ematomi con metaemoglobina, cisti iperproteiche); inoltre, possono

involontariamenteessere annullate eventuali impregnazioni patologiche a seguito

dellasomministrazionedelmezzodicontrasto.

SPIR: a differenza della STIR è in grado di annullare esclusivamente il segnale

provenientedaltessutoadiposoutilizzandounaspecificapresaturazionespettrale.

FLAIR: utilizza tempi di inversione lunghi (1800-2500 msec che corrispondono ai

tempi di TI del liquor) annullando il segnale proveniente dal liquor (ventricoli

cerebrali, cisti aracnoidee, ecc...) e contemporaneamente consente alla maggior

partedeitessutimollidirecuperarelamagnetizzazionelongitudinale.

LaFLAIRconsentediottenereunadefinizionemiglioredieventualilesionilocalizzate

vicino agli spazi liquorali che potrebbero essere sfuggite all’operatore a causa

dell’elevatosegnaledelliquorinsequenzeT2pesateconvenzionali.Permetteinoltre

di utilizzare TE lunghi, anche di 120-200 msec, ottenendo così un’immagine

fortementeT2pesatautileperevidenziarelesioniconbassadifferenzadicontrasto

rispettoaitessuticontigui(adesempiolesioniencefaliche)(Gavin,2011).

76

3.4Sequenzerapide

LasequenzaGradientEcho(GE)ècaratterizzatadaunasensibileriduzionedeitempi

diacquisizionerispettoallaSpinEcho;questoperchèivaloridiTRediTEsonomolto

ridotti(Passariello,1990;Pozzi,2004).

Questasequenzasostituisce l’iniziale impulsoa90°, checaratterizza laSE, conun

impulsoconflipangle(FA) inferiorea90°; inoltre,subitodopol’impulsoRF,viene

applicatoungradiente lungo l’assedi lettura(Gx)chedeterminauncambiamento

linearedel campomagneticocausandocosìunadifferente frequenzadi risonanza

degli spin correlata alla loro posizione rispetto all’asse di lettura. Il defasamento

creatovienepoisuccessivamentecorrettoapplicandounnuovogradientediuguale

intensitàmadisegnooppostochedeterminailrifasamentodeglispinegeneral’eco.

L’eco, quindi, che nella sequenza Spin Echo viene generata dalla successiva

applicazione dell’impulso a 180°, nella sequenza GE è invece generata

dall’applicazionediungradiente(“ecodigradiente”).

ConlaGEèpossibilevariareTR,TEmaanchel’FA;quest’ultimocontrollailgradodi

contrasto dipendente dal tempo di rilassamento T1, in generale un’immagine

fortementeT1-pesatasiottieneconunFA>60°econunTEbreve(>10msec),mentre

utilizzandounFA<20°eunTElungosiottieneunamaggioredipendenzaT2omeglio

T2*.Ilfattodinonutilizzareunimpulsoa180°(cheneutralizzalamaggiorpartedelle

disomogeneitàdelcampomagnetico)maungradienteimplicacheiprotonivadano

più rapidamente fuori fase in quanto vengono maggiormente influenzati dalle

disomogeneitàdelcampomagnetico.Questacaratteristicadaun latorappresenta

unosvantaggio,inquantol’immagineacquisitahaunnumeromaggiorediartefatti,

dall’altroperò consentedi rilevaremicroquantità di sostanzaparamagnetiche (ad

esempiodeposititissutalidiCalcio,Ferro,emosiderina)(Gavin,2011).

LasequenzaFastoTurboSpinEcho(FSEoTSE)puòessereconsideratacomeunaSpin

77

Echorapidamultieco.Vengonointrodottidueparametritecnici:l’EchoTrainLength

(ETL),el’Echo-spacing(ES).

ETL: è il parametro fondamentale. Si trattadi echi succesivi unoall’altro generati

nellostessoTRattraverso impulsia180°successivialprimo impulsoa90°.Questi

echisonocodificatidaundiversogradientedicodificadifaseedeterminano,inoltre,

lacontemporaneatrascrizionedipiùlineedel“kspace”.

Aumentandol’ETLsiriduceiltempoperl’acquisizionedell’immagine(lavelocitàdi

ricostruzione del “k space” è direttamente proporzionale al numero di echi) ma

aumentanogliartefattielaT2-dipendenzadellasequenza.

ES: rappresenta l’intervallo tra gli echi; ad un aumento dell’ES è correlata una

riduzionedelcontrastodell’immagineedunincrementodegliartefatti.

LesequenzeFSET1-dipendentisonopocoutilizzateinquantononcomportanouna

significativa riduzione del tempo di acquisizione rispetto ad una sequenza SE

convenzionaleedinoltresonopiùsensibiliagliartefatti.

Le sequenze FSE T2-dipendenti invece sono più sfruttate poichè permettono di

ottenere l’acquisizione dell’immagine in un tempo inferiore rispetto ad

un’equivalenteSE.

Datocheleimmaginiottenutesonoilrisultatodell’applicazionedimultiechienondi

ungradiente,ilcontrastogeneratoèpiùsimileallasequenzaSErispettocheallaGE.

La modalità di trascrizione dello spazio k è responsabile di alcune differenze

semeiologicheriguardantil’intensitàdelsegnaledelliquoredelgrasso.

NellesequenzeFSET2-dipendenticonvaloridiTRsuperioria3000msecilsegnale

del liquor risulta maggiormente iperintenso rispetto ad una sequenza SE T2-

dipendenteconvenzionaleequestopuòdeterminareunosvantaggionelcasoincui,

adesempio,cisialapresenzadilesioniperiventricolariinunostudiodell’encefalo.

PerevitarequestoincovenientesipuòutilizzareunasequenzaFSEconunTRinferiore

ai300msecoppuresipuòricorrereadunaFASTFLAIRingradodiannullareilsegnale

78

provenientedalliquor.

NellesequenzeFSEiltessutoadiposoèmaggiormenteiperintensonellesequenzeT1-

dipendentieanchenelleT2-dipendenti,adifferenzadellaSE,mantieneugualmente

un forte intensità; questo particolare può determinare degli errori diagnostici in

quanto potrebbe mascherare alcune patologie o potrebbe creare un eccesso di

artefatti.Ancheinquestocasoèutilesfruttareunasequenzaingradodisopprimere

ilsegnaleprovenientedalgrassocomelaFSE-STIR.

LasequenzaGradientandSpinEcho(GRASE)èunatecnicaibrida,assimilaivantaggi

della FSE e dellaGE. Si combina l’utilizzo di echi di gradiente per ciascun TR e di

impulsiRF180°, innumero ridotto rispettoalla FSE, consentendocosìdi ridurre i

tempi di acquisizione rispetto ad una classica sequenza FSE. È possibile inoltre

utilizzareunavariantedellaGRASEasingle-shot,contempidiacquisizioneancorapiù

rapidi,denominataRF-EPI(Pozzi,2004).

3.5Sequenzeultrarapide

NeltempodiunsingoloTRvieneacquisitounsoloimpulsoevengonoacquisitetutte

le linee che costituiscono lo spazio k. L’immagine ottenuta è fortemente T2-

dipendente.Rientranonellesequenzeultrarapidelesequenzedettea“singleshot”

quali le EchoPlanar Imaging (EPI) e leHalf-Fourier Single Shot Spin Echo (HASTE)

(Pozzi,2004).

79

4 MATERIALIEMETODI

4.1TipodiStudio

Studiodiaccuratezzadiagnostica

4.2Obiettividellostudio

Valutazione di sensibilità, specificità e valori predittivi dell’elettroencefalografia

(EEG) eseguita nella fase inter-ittale per la caratterizzazione elettro-clinica

dell’epilessiacaninaidiopatica.

4.3Disegnodellostudio

Ildisegnosperimentaledellostudioèditipoprospettico,incuilaraccoltadeidati

cliniciedilaboratorioèstatapianificataprimadieseguireiltestinstudioequellodi

riferimento. Il test in studio (Index test, It) è l’elettroencefalografia (EEG),mentre

quello di riferimento (Reference Standard test, RSt) è la Risonanza Magnetica

Nucleare (RMN) a basso campo (0.2 Tesla) associata all’esame del Liquido Cefalo

Rachidiano(LCR).

4.4Criteridiinclusioneedesclusione

Icriteridiinclusionenellostudiosonosovrapponibiliaquellipropostinelprimolivello

diconfidenzadiagnostica (Tier I)per l’epilessia idiopaticadefinitinelle lineeguida

“International Veterinary Task Force Consensus Proposal: diagnostic approach to

epilepsyindog”(DeRisio,2015)adesclusionedeisoggettiinfasepost-ittale(nelle

48oresuccessiveallacrisi)el’estensionedeilimitidietàai14anni.Inparticolare,ai

fini del presente studio sono stati considerati arruolabili soggetti di tutte le razze

appartenentiallaspeciecanislupusfamiliarisdietàcompresafrai6mesiei14anni,

80

senzadistinzionedi sesso, aventimanifestatodueopiù crisi epiletticheparziali o

generalizzate a distanza di più di 24 ore di tempo l’una dall’altra, oppure una

condizionedistatoepiletticosottoformadicrisiconvulsivacontinuaoagrappolo.

Sono stati inclusi nello studio sia soggetti in terapia con farmaci antiepilettici sia

soggettinonintrattamento.Tuttiicaniarruolatinellostudioesottopostiaitestnon

avevano manifestato alcun sintomo neurologico nel periodo inter-ittale e non

avevanoavutoalcunacrisinelle48oreprecedentilavisitadiinclusione.

Icriteridiesclusionesonostatil’etàinferioreomaggiorerispettoall’intervallo6mesi

– 14 anni; lo statodi gravidanza; ladiagnosi pregressadimalattie cardiovascolari

clinicamenterilevantiaccertate(convisitacardiologicacompletaedecocardiografia

doppler);formeaccertatediepilessiareattivalegataaproblemidismetaboliciextra

cranici (ipoglicemia, iperammoniemia, iperazotemia, alterazioni elettrolitiche) e

patologieendocrine.

4.5Animali

Sonostatiinseritinellostudio152canidivarierazze,dicui43femminee109maschi,

selezionati con procedura di inclusione seriale fra quelli riferiti per consulto o

approfondimentodiagnosticopressolaClinicaVeterinariaNeurovetdiLegnano(MI)

daottobre2013amarzo2015,percrisiepilettichericorrenti.Tuttiicaniconsiderati

eranodiproprietàedogniproprietariohafornitoilproprioconsensoall’esecuzione

delle indagini cliniche dopo essere stato informato sul percorso diagnostico da

effettuareeirelativicostidasostenere.

Suognisoggettosonostatieseguitil’esameobiettivogenerale,lavisitaneurologica

esamiematologicicompletidicontacellulareeformulaleucocitaria,esamiemato-

biochimiciedelleurine,edesameradiologicodeltoraceedell’addome.Iparametri

biochimici comprendevano: sodio, potassio, cloro, calcio, fosfato, alanina

aminotransferasi (ALT), fosfatasi alcalina (ALP), bilirubina totale, urea, creatinina,

81

proteine totali, albumina, glucosio, colesterolo, trigliceridi, acidi biliari a digiuno,

creatininachinasi (CK)e lattato.L’esamedelleurinecomprendeva:pesospecifico,

proteine,glucosio,pH,analisidelsedimentoecitologia.Inalcunicasiperescludere

il sospetto di alcune patologie correlate a forme di epilessia reattiva sono stati

valutatiilivellisiericidi:acidibiliariadigiunoepost-prandiali,ammoniemiaadigiuno

perl’encefalopatiaepatica;T4totale(TT4),T4libero(fT4)eTSHincasodipatologia

tiroidea;edilivellisiericidifruttosamineincasodiinsulinoma.

4.6Metodideitest

Suisoggettireclutatiperstudiosonostatieffettuaticonlastessasequenzaiseguenti

esami:elettroencefalografia(EEG),risonanzamagneticanucleare(RMNoMRI)del

neurocranioedesamedel liquidocefalorachidiano(LCR).Ognitipoditestèstato

eseguitodaoperatoridistinti,ognunodeiqualinoneraa conoscenzadei risultati

clinici degli altri esami. La refertazione di ogni tipo di test è stata fatta

indipendentementeedinmodalità“blinded”.

Perl’esameEEGèstatoutilizzatoilsistemaintegratoperelettromiografia,potenziali

evocati ed elettroencefalografia a 32 canali Brainquick Micromed, con software

SystemPlusEvolutiondedicatoall’acquisizione,all’elaborazioneeallarefertazione

dei tracciati. Per le registrazioni sono stati utilizzati aghielettrodo subdermali

monousoSpesMedicaditipomonopolareintitaniodeldiametrodi0,4mmx13mm

dilunghezza,concavolungo100cm.

LaRMNèstataeffettuataconattrezzaturaEsaoteSistemaVet-MRGRANDE0.2Tesla

utilizzando per gli studi le sequenze T1W, T2W, Flair e T1W post contrasto

paramagneticoconspessoredellesezionidi3mm,comeèancheindicatonellelinee

guida “International Veterinary Epilepsy Task Force recommendations for a

veterinaryepilepsy-specificMRIprotocol”(Rusbridge,2015).

82

L’esamedelLiquidoCefaloRachidiano(LCR)èstatoeseguitovalutandoinizialmente

colore,aspettoepressione liquoralediuscita.Successivamenteèstatavalutata la

presenzadiproteine(protidorrachia),diglucosio(glicorrachia)el’esamecitometrico

con conta cellulare totale e differenziaziale. In casi di sospetta infezione è stata

eseguitalacolorazionediGramesuccessivacolturabatterica.

L’esame elettroencefalografico (EEG) è stato eseguito con la tecnica descritta da

PellegrinoeSica (Pellegrino,2004). Inparticolare ilposizionamentodeglielettrodi

registranti è statomodificato variando bilateralmente la profondità dell’elettrodo

temporaleinserendolonelsottocuteenoninprossimitàdellascatolacranica,alfine

diuniformarelaconduttanzadituttigliaghielettrodo.

Le registrazioni EEG sono state effettuate con i cani in anestesia generale per

infusionecontinuadiPropofolsomministratoperviaendovenosa(TotalIntraVenous

Anaesthesia,(TIVA)dopoesserestatisedaticondexmedetomidinaallaposologiadi

1μg/kgperviaintramuscolare.Laprofonditàdelpianoanestesiologicoèstatatale

damantenerel’assenzadelriflessodideglutizioneassociatoallapresenzadelriflesso

palpebrale,inoltreèstatamantenutal’intubazioneoro-trachealeperpermettereuna

somministrazione controllata di ossigeno. Al momento di effettuare la risonanza

magneticael’esamedelliquorl’anestesiaperviaendovenosaèstatasostituitada

quellagassosautilizzanteIsofluorano.

L’effettivaacquisizioneeregistrazionedelletracceEEGèdurataalmeno20minuti

per ogni cane e ogni tracciato è stato esaminato visivamente durante e dopo la

procedura da un operatore qualificato. Da ogni tracciato EEG, mediante Visual

Pattern Analysis, sono state successivamente selezionate ed estratte 120 epoche

della durata di 5 secondi ognuna, tutte prive di artefatti di origine ambientale o

muscolare,adeccezionediquellidioriginecardiaca,peruntotaledi10minutidi

tracciato privi di tutte le interferenze che ne avrebbero potuto alterare

l’interpretazione.

83

Diogniepocasonostateannotatel’eventualepresenzadiattivitàparossisticainter-

ittale,lapresenzadifrequenzelentefocaliel’alterazionedelritmodifondo.Come

attività parossistica inter-ittale sono stati considerati nella stessa categoria tutti i

grafoelementi aventi lo stesso significato fisiopatologico: punte singole, treni di

punte, complessi punta-onda acuta, complessi onda acuta-onde lente e attività

elettro-decrementale(lowvoltagefastactivity).Perl’attivitàcerebraledifondoeper

l’attivitàlentafocalesonostaticonsideratisiailtipodifrequenzacheilritmo.Diogni

grafoelemento,parossisticoomeno, sono stati registrati ampiezzadelpotenziale,

localizzazione anatomica (rispetto agli elettrodi), sincronia e simmetria iter-

emisfericaedintra-emisfericadelleonde.

Isuddettigrafoelementisonostaticlassificatimedianteispezionevisivadelletracce

usandosiaunmontaggiomonopolarereferenzialesiaunobipolarelongitudinale,con

amplificazionevisivadeipotenzialivariabileasecondadelledimensionidelcranio.

Perisoggettidipiccolatagliaèstataimpiegataun’amplificazionedi70µV/cm,peri

soggettidimediatagliadi50µV/cmmentreperquellidigrossatagliadi30µV/cm.

Il calcolo di controllo sulle frequenze di fondo dominanti e focali lente è stato

eseguito in modo semiautomatico utilizzando il modulo software integrato

Micromed System Plus Evolution per l’analisi di Fourier in tempo reale (FFT) sui

tracciatiEEG.

Aifinistatistico-descrittividiognitipodialterazioneEEGèstataconsideratasolola

suapresenzaomenoall’internodiunadeterminataepoca,eperogni tracciatoè

statoindicatoilnumerodiepocheappartenentialleduecategorieconsiderate:cioè

quelladellealterazioniparossisticheequelladellealterazionidelritmodifondo.Va

sottolineato che le alterazioni EEG dei due tipi sono state conteggiate

indipendentemente, quindi la stessa epoca che conteneva entrambi i tipi di

alterazionepotevaessereassegnataadentrambiigruppi.Infinetuttiidatisonostati

riassuntiinformatotabellareeanalizzaticonfinalitàcliniche.

84

PerentrambiisuddettigruppidialterazioniEEGilcut-offdellasignificativitàclinica

relativaallealterazionielettroencefalografichericercatequali,l’attivitàparossistica

inter-ittale (focale, multifocale o diffusa) e la presenza, associata o meno alla

precedente,dell’alterazionedelritmodifondo,conlacomparsadifrequenzedelle

bandeDeltaeThetadiampiezzasignificativa,èstatafissataarbitrariamenteal5%

delleepocheEEGanalizzate.

Sullabasedelleindicazionipresentinellelineeguida“InternationalVeterinaryTask

ForceConsensusProposal:diagnosticapproachtoepilepsyindog”(DeRisio,2015),

cioèfacendoriferimentosuirisultaticombinatideirisultatidegliesamiNeurologico,

MRIeLCR,icanisonostatidivisiinduegruppi:quellodeisoggettirisultatipositivial

testReferenceStandardperl’epilessiaidiopaticaequellodeisoggettinegativiallo

stessotest.Quindi,nelprimogrupposonostati inseriti icanirisultatiesentisiada

evidentialterazioniMRIriferibiliapatologiecerebralisiadaalterazioniinfiammatorie

evidenti all’esamedel LCR.Nel secondogruppo sono stati inseriti i cani esentida

epilessia idiopatica, cioè quelli che avevano evidenti alterazioni MRI riferibili a

patologie cerebrali o alterazioni infiammatorie del liquor oppure entrambe

contemporaneamente.

Successivamente ognuno dei due gruppi è stato suddiviso ulteriormente in due

sottogruppisullabasedegliesitidell’EEG:delprimodiognunodeiduesottogruppi

facevanoparteisoggetticheeranorisultatipositiviall’indextest(EEG)perl’epilessia

idiopatica, mentre nel secondo erano inseriti quelli che risultavano negativi allo

stesso index test (EEG). Gli elementi semeiologici che differenziavano le due

categorieEEG+eEEG-perl’epilessiaidiopaticaeranorispettivamentenelprimocaso

la presenza di attività parossistica inter-ittale focale o diffusa in più del 5% delle

epocheassociataadassenzadialterazionidelritmodifondo,enelsecondocasola

presenzadialterazionifocalinonparossisticheogeneralizzatedelritmodifondoin

più del 5% delle epoche, indipendente dalla presenza di concomitante attività

85

parossisticainterittalefocaleodiffusa,oinsubordinelamancanzadiqualsiasiforma

dialterazioneEEG.

4.7Risultati

Figura29.Schemadiflussoindicanteilnumerodeisoggettiappartenentiaivarigruppieilpercorsodiagnosticoseguitodaognuno.

Comerisultaindicatodaldiagrammadiflusso(Fig.29)edallatabella2x2(Tab.1)in

cuisonostatiinseritiirisultatidei152soggettiinclusinellostudio,42eranopositivi

al test Reference Standard, cioè erano soggetti che pur avendomanifestato crisi

epilettichericorrentinonmostravanoalterazioniencefalichestrutturalievidenziabili

86

allaRMNononavevanoalterazionidelLCR,mentreirestanti110eranonegativi,cioè

mostravanolesuddettealterazioni.

Fra i soggettipositivialReferenceStandardtestquellipositiviancheall’Indextest

(42),cioèquelliconpresenzadiattivitàparossisticaeassenzadiattivitàlentadifondo

erano 37, mentre quelli negativi anche all’Index test, cioè i soggetti che non

manifestavanoné alterazioni strutturali né elettroencefalograficheparossistiche e

delritmodifondo,erano5.FraquellinegativialReferenceStandardtest(110),103

eranoanchenegativiall’Indextest,cioèeranosoggetticheavevanosiaalterazioni

strutturali encefaliche sia alterazioni elettroencefalografiche del ritmo di fondo

associateomenoancheadattivitàparossistica,mentre7eranopositiviall’indextest,

cioè oltre alle alterazioni strutturali avevano anche alterazioni

elettroencefalograficheconpresenzadiattivitàparossistica.

ReferenceStandard+ ReferenceStandard- Tot

EEG+ 37 7 44

EEG- 5 103 108

Tot 42 110 152

Tabella1.IlReferenceStandardtest(RS)perl'epilessiaidiopaticanelcaneèstatoconsideratopositivo(+)quandosonorisultatinegativi(-)sialaRisonanzaMagneticaNucleare(RMN)sial'esamedelLiquidoCefaloRachidiano(LCR).TuttelealtrepossibilicombinazionideirisultatidelRStsonostateconsideratenegative(-)perladiagnosidiepilessiaidiopaticacanina:RM+eLCR+;RM+eLCR-;RM-eLCR+.L’indextest,nellatabellaindicatoconEEG,èrisultato positivo in caso di presenza significativa di alterazioni parossistiche inter-ittali, mentre è statoconsideratonegativoperlapresenzadialterazionidelritmodifondooperrallentamentifocalidellefrequenzedominantistatisticamenterilevanti,oancheincasodiassenzadialterazioni.

87

4.8Stimediaccuratezzadiagnostica

Sulla base dei risultati ottenuti, al fine di valutare l’accuratezza diagnostica

dell’elettroencefalografia eseguita nella fase inter-ittale utile nella diagnosi di

epilessia idiopaticacanina,sonostaticalcolatigli indicipredittivideisegnipositivo

(IPP)enegativo(IPN),unitamenteallesensibilità(SB)especificità(SP)diagnostiche

perl’Indextestinquestione(EEG).

L’indicepredittivodelsegnopositivoindica laprobabilitàcheunsoggettopositivo

all’Indextest(EEG+)siaveramenteaffettodaepilessiaidiopatica,mentrequellodel

segno negativo indica la probabilità che un soggetto con negatività all’Index test

(EEG-)siaveramenteesentedallamalattia.Lasensibilitàesprimelaprobabilitàche

unsoggettoaffettodall’epilessiaidiopaticapresentipositivitàall’Indextest(EEGcon

presenzadiattivitàparossisticaeassenzadiattivitàlenta),mentrelaspecificitàindica

laprobabilitàcheunsoggettononaffettodaepilessiaidiopaticapresentinegatività

all’Indextest(EEGconpresenzadiattivitàlentaoassenzadirilievi).

Ilcalcolodeisuddettiindiciperl’epilessiaidiopaticahafornitoiseguentivalori:

• IndicepredittivodelsegnoPositivo(IPP):𝟑𝟕𝟒𝟒= 𝟎, 𝟖𝟒

• IndicePredittivodelsegnoNegativo(IPN):𝟏𝟎𝟑𝟏𝟎𝟖

= 𝟎, 𝟗𝟓

• Sensibilità(SB):𝟑𝟕𝟒𝟐= 𝟎, 𝟖𝟖

• Specificità(SP):𝟏𝟎𝟑𝟏𝟏𝟎

= 𝟎, 𝟗𝟒

88

4.9Discussione

Attualmente l’EEG nel percorso diagnostico dell’epilessia idiopatica canina è

considerato un test add-on o di terzo livello, cioè da eseguire sempre

successivamente all’impiego della RMN e dell’esame LCR, così come indicato in

“International Veterinary Task Force Consensus Proposal: diagnostic approach to

epilepsyindog”(DeRisio,2015).Taleposizionamentodeltestrisiede,secondogli

autoridellesuddettelineeguida,nellamancanzadilavoristandardizzatiesignificativi

sull’argomento,oltrechenellascarsitàdirisorsediagnostichedisponibilinellapratica

clinica, e comunque auspicano un aumento delle ricerche in questo campo

consideratodigrandeinteresseperlaNeurologiaVeterinaria.

Questo lavoro si inserisce timidamente in questo contesto tentando di colmare

alcunelacunesull’argomentoedinparticolarequellesullafattibilitàdeltestesulla

suaaccuratezzadiagnostica.Infatti,nonostantesiaunlavoropreliminareeconun

bassonumerodisoggettiutilizzati,ilprotocollodiagnosticoEEGimpiegatoèrisultato

fattibileclinicamente,ripetibiletecnicamente,edicostomodestorispettoaglialtri

test considerati, e inoltre, dall’analisi dei risultati emergono alcune importanti

informazioniutiliall’implementazionedeltestinstudionellapraticaclinicacorrente.

Dall’analisi degli indici di accuratezza diagnostica dell’esame EEG inter-ittale nella

diagnosidiEpilessiaIdiopaticaCaninaemergonolagrandesensibilitàconlacapacità

didiagnosticarel’88%deiverisoggettiammalati,eilsignificativovaloredell’indice

predittivodelsegnonegativo,ilqualeindicacheil95%deisoggettichepresentano

negativitàaltestsonoeffettivamenteesentidamalattia.

Inoltre, esaminando questi valori da una prospettiva diversa, si potrebbe dire

“capovolta” risulta che da un punto di vista diagnostico sarebbe ancora più

interessanteutilizzateiltestEEGnelladiagnosidiepilessiacaninasintomatica.Infatti,

perquestacondizionepatologica lasensibilitàdel testaumenterebbe,diventando

addirittura0,94,conunindicepredittivodelsegnonegativosempreparia0,95.

89

Talirisultatipotrebbero,seinfuturoconfortatidaulterioriepiùapprofonditistudi

sull’argomento,portareaposizionarel’Elelettroencefalografiacometestdautilizzare

al secondo livellodi confidenzanelladiagnosidell’epilessia idiopatica canina, cioè

prima della diagnostica per immagini avanzata. Tale condizione, cioè l’utilizzo

dell’EEG come test di screening, potrebbe avere un senso compiuto e ancora più

interessante se nel procedimento decisionale diagnostico dell’epilessia canina

dovesseroesserepresiinconsiderazioneancheelementiditipoeconomicoesociale.

Per concludere, dai risultati di questo studio emerge la grande potenzialità

dell’elettroencefalografia come strumento diagnostico nelle epilessie canine e si

speracheinfuturopossaessereestesaadaltrepatologieeimplementataanchein

altrespecieanimali.

90

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