La electrofisiologa ha desarrollado una serie de mtodos más o menos sofisticados para el estudio de las funciones desempeadas por el sistema nervioso. Los avances tecnolgicos han permitido que muchos de dichos mtodos puedan ser aplicados de forma no invasiva al estudio de las funciones del sistema nervioso humano. Entre las distintas tcnicas de la neurofisiologa no invasiva, las más desarrolladas son aquellas utilizadas para el estudio de las funciones sensoriales, esto es, del sistema visual, auditivo y somatosensorial.

Quizás por la gran accesibilidad funcional del sistema visual, o quizá por la gran dependencia que los humanos tenemos de la vista, son muchos los investigadores que han dedicado sus esfuerzos al estudio funcional del sistema visual. Si a ello sumamos la gran discapacidad que padecen los humanos que presentan cualquier tipo de afectacin degenerativa de la retina, se entiende mejor la gran labor desarrollada por profesionales de distintos campos de la ciencia y de la tcnica para mejorar los mtodos que permitan una completa evaluacin de la funcin visual, tanto en sus elementos perifricos (retina) como los elementos más centrales (corteza visual). Con tal propsito, las tcnicas electrofisiolgicas más ampliamente empleadas en el momento actual para el estudio de la funcin visual son el electrorretinograma (ERG) y los potenciales evocados visuales (PEV) en sus distintas formas.

Las tcnicas de registro electrofisiolgico han permitido conocer, en animales de experimentacin, cmo responde a estmulos lumnicos cada tipo celular del sistema visual y cmo cada clula contribuye al mecanismo de visin. La visin comienza con el proceso de fototransduccin que tiene lugar en los fotorreceptores, conos y bastones. Los fotorreceptores traducen la energa lumnica recibida en una serie de seales elctricas (variaciones lentas del potencial de la membrana). Dichas seales son transmitidas en la primera sinapsis de la va visual a las clulas bipolares y de stas, en la segunda sinapsis de dicha va, a las clulas ganglionares. Las clulas ganglionares conducirán la informacin recibida, más o menos codificada, hacia el Núcleo Geniculado Lateral (NGL), mediante un cdigo de frecuencias de descarga de potenciales de accin. Las clulas de relevo del NGL enviarán a su vez la informacin recibida a la corteza visual primaria, donde comienza la percepcin visual. En cada estacin de relevo de la va visual tienen lugar mecanismos de codificacin sensorial mediados fundamentalmente por interneuronas. Dichos mecanismos son responsables de los procesos de amplificacin, filtrado y codificacin de la informacin recibida.

En la retina existen dos sistemas de deteccin lumnica; aqul mediado por los bastones, sensibles a mnimas intensidades de luz; y el mediado por los conos, de menor sensibilidad, pero mayor resolucin temporal. Por otra parte, es conocido que en la retina humana los conos tienen una localizacin fundamentalmente central, en la fvea, mientras que los bastones tienen una disposicin más perifrica. Asimismo, cada uno de estos tipos de fotorreceptores establece conexiones sinápticas con tipos caractersticos de clulas bipolares; las clulas bipolares de bastn, sufren una despolarizacin de su membrana en respuesta a un estmulo luminoso; las clulas bipolares de cono pueden ser de respuesta despolarizante o hiperpolarizante ante un estmulo luminoso. Ambos sistemas de clulas bipolares, de cono y de bastn, convergen en las mismas clulas ganglionares, que pueden aumentar o disminuir la frecuencia de descarga de potenciales de accin en respuesta a estmulos lumnicos. Una de las principales propiedades de las clulas ganglionares de la retina es que responden mejor ante estmulos contrastados (contraste espacial) que ante iluminaciones difusas.

La posibilidad de registrar la actividad elctrica de la retina en humanos se remonta a los trabajos clásicos de Holmgren, realizados hace más de un siglo. Fueron necesarios muchos aos de experimentacin y sustanciales mejoras metodolgicas para llegar a desarrollar una tcnica que pudiese utilizarse sobre humanos de forma segura y que ofreciese unos resultados cuyo análisis posibilitara la evaluacin de la funcin visual. La tcnica electrorretinográfica en su versin actual consiste en un registro bipolar de la actividad elctrica de la retina en su conjunto. Para la obtencin de dicho registro, se dispone un electrodo en la superficie corneal (o bien en la conjuntiva ocular) y otro en la proximidad de la rbita. Ambos electrodos, conectados a un sistema de amplificacin y filtrado, permiten el registro “integral” de la actividad elctrica generada por los elementos celulares de la retina. El estudio comparado de la respuesta electrorretinográfica en humanos y animales de experimentacin ha permitido además saber cuál es la contribucin de cada tipo celular de la retina a las deflexiones positivas y negativas de un trazado electrorretinográfico patrn en condiciones fisiolgicas.

A pesar de que las bases del registro electrorretinográfico fueron establecidas hace aos, son diversas las formas de registro electrorretinográfico utilizadas por los distintos investigadores o clnicos: ERG de campo completo, ERG focal o macular, ERG multifocal, Potencial temprano de fotorreceptor, Respuesta umbral escotpica, ERG de doble flash, ERG de estmulo cromático… Tal diversidad en la tcnica de registro llev a los miembros de la International Society for Clinical Electrophysiology of Vision (ISCEV) a buscar unas normas internacionales de realizacin de pruebas de funcin visual que pudieran ser comparables, independientemente de donde se realicen las mismas (Marmor and Zrenner, 1994; Marmor et al, 2003). De esta forma, la ISCEV establece una serie de protocolos de registro electrorretinográfico, ajustados a unos criterios concretos de difusin e intensidad de luz, estado de adaptacin, posicin de los electrodos de registro, equipo electrnico empleado, secuencia de realizacin del registro y representacin final de trazados electrorretinográficos. Por tanto, un electrorretinograma estándar, debe incluir cinco trazados (Figura 1), con los que se podrán analizar las siguientes funciones:

1. Sensibilidad de los bastones: corresponde al trazado electrorretinográfico obtenido en condiciones de adaptacin a la oscuridad (condiciones escotpicas), cuando se aplica un estmulo luminoso de pocos milisegundos de duracin, campo completo y de tal intensidad que no llega a inducir respuesta alguna en los conos. El trazado electrorretinográfico muestra tan solo una deflexin positiva (denominada onda b) de cientos de µV, que es generada fundamentalmente en las clulas bipolares de bastn. Dicha onda, de curso temporal lento se ve seriamente disminuida en aquellos pacientes que sufren una degeneracin especfica de bastones, como ocurre en ciertas formas de retinosis pigmentaria.

2. Respuesta mixta máxima de conos y bastones: consiste en el trazado electrorretinográfico que se registra ante un flash de luz blanca, de gran intensidad, que es capaz de activar completamente tanto conos como bastones, obtenido tambin en condiciones escotpicas. El registro consiste en una deflexin negativa (onda a), generada por la activacin elctrica de los fotorreceptores, seguida de una deflexin positiva (onda b), generada como en el caso anterior, por la activacin elctrica de las clulas bipolares despolarizantes. Estas ondas se ven disminuidas de amplitud en enfermedades de naturaleza degenerativa que afectan tanto a conos como a bastones y a otros elementos celulares de la retina.

3. Potenciales oscilatorios: consisten en una serie de deflexiones positivas y negativas de curso temporal rápido, que se obtienen al filtrar elctricamente el registro de la respuesta mixta máxima de conos y bastones. Una vez filtrados los componentes lentos de la respuesta electrorretinográfica (generados en fotorreceptores y clulas bipolares), las deflexiones del trazado corresponderán a la actividad elctrica generada en neuronas retinianas con capacidad de producir potenciales de accin, clulas amacrinas y ganglionares. Aunque no exista consenso respecto a su significacin definitiva, los potenciales oscilatorios pueden verse afectados en degeneraciones retinianas que afecten especficamente a las clulas ganglionares, como ocurre en el glaucoma.

4. Respuesta de conos a un flash de luz: consiste en el trazado electrorretinográfico que se registra ante un flash de luz blanca de gran intensidad, obtenido tras haber adaptado la retina a la luz (condiciones fotpicas), que es capaz de activar los conos. El registro consiste en una defl exin negativa (onda a), generada por la activacin elctrica de los conos, seguida de una serie de defl exiones positivas y negativas generadas por activacin de clulas bipolares despolarizantes e hiperpolarizantes. Estas ondas se ven disminuidas en amplitud en enfermedades de naturaleza degenerativa que afectan exclusivamente a conos, como ocurre en ciertas formas especfi cas de retinosis pigmentaria o en la degeneracin macular asociada a la edad.

5. Respuesta estmulos repetidos (“fl icker”) de 30 Hz: consiste en el trazado electrorretinográfi co que se registra ante una serie de fl ashes de luz blanca de gran intensidad, capaces de activar los conos, aplicados con una frecuencia de 30 Hz en condiciones fotpicas. El registro consiste en una serie de defl exiones positivas y negativas, generadas por la activacin de los conos y sus clulas postsinápticas. La alteracin de este trazado es frecuente en enfermedades retinianas que conllevan un dfi cit funcional de los conos en su capacidad de respuesta temporal.

Los patrones de registro electrorretinográfi co propuestos por la ISCEV, descritos más arriba, se siguen en la mayora de los centros clnicos que practican tcnicas de neurofi siologa no invasiva y sirven para el diagnstico del grado de afectacin funcional en enfermedades degenerativas de la retina. No obstante, recientemente, se han puesto de manifi esto casos de pacientes que sufren un grado importante de dfi cit visual, sin que los registros electrorretinográfi cos recomendados por la ISCEV muestren alteraciones signifi cativas. Esto ocurre generalmente cuando las lesiones retinianas no afectan a toda la retina en su conjunto, sino que existe una distribucin regional de la degeneracin retiniana. Tal es el caso de enfermedades como la degeneracin macular asociada a la edad o como el glaucoma incipiente. En la primera, la degeneracin afecta solamente a los conos, por lo que la lesin será puramente central, conservando el resto del parnquima retiniano un funcionamiento perfecto. En el glaucoma, la degeneracin retiniana afecta a regiones paracentrales, sin que exista una gran afectacin foveolar ni perifrica.

Con el fi n de poder llevar a cabo una evaluacin funcional en estos pacientes, se dise el electrorretinograma multifocal (mf-ERG) (Sutter & Tran, 1992). En esta prueba se utiliza un estmulo compuesto por múltiples hexágonos dispuestos en una malla concntrica, que es capaz de estimular especfi camente áreas retinianas centrales (maculares) o perifricas (campos retinianos nasales y temporales, superiores e inferiores), al tiempo que se realiza un registro de la actividad elctrica retiniana (similar al ERG convencional). Mediante el uso de recursos informáticos y herramientas de computacin se pueden estimular distintas áreas retinianas, registrar y promediar las respuestas locales, obtenindose con ello trazados electorretinográfi cos de áreas precisas, que informan del estado funcional de cada área de la retina. La disposicin espacial de los conos en la retina, con una mayor densidad en la mácula y menor en retina perifrica, determina que los trazados electrorretinográfi cos registrados en cada área sean de distinta magnitud. Esto permite una representacin tridimensional de las respuestas electrorretinográfi cas (Figura 2), lo que permite realizar una evaluacin funcional de la retina, no slo en lo que respecta a sus elementos celulares, sino a su afectacin espacial. Este tipo de registro está permitiendo en el momento actual llegar a diagnsticar lesiones retinianas de tan solo unos pocos milmetros cuadrados de superfi cie, en fases precoces de enfermedades degenerativas, que hasta hace pocos aos únicamente era posible evidenciar cuando el grado de lesin haba producido una discapacidad severa. Como en el caso de la electrorretinografa convencional, el mf-ERG tambin ha sido sometido a unos criterios de estandarizacin, resumidos recientemente por la ISCEV (Marmor et al, 2003).

Por ultimo, hemos de sealar que las tcnicas de registro neurofi siolgico no invasivas están en constante evolucin, y que cada ao se disponen de nuevas tcnicas de exploracin funcional aplicables a humanos. Esperamos que en un futuro no muy lejano, la mayor disposicin de recursos metodolgicos permita llevar a cabo una exploracin de la actividad funcional de todo el sistema visual, as como que la exploracin de centros y vas visuales, que naci con el uso de los VEP (Harding et al, 1996), pueda evolucionar y permitir una evaluacin más precisa de la funcin de regiones concretas de las áreas visuales. Igual que el ERG evolucion al mf-ERG, los PEV tambin están ya evolucionando hacia los PEV multifocales (mf-VEP) (Hood & Greenstein, 2003) y esto posiblemente nos permitirá explorar funcionalmente el sistema visual central de los humanos con la misma resolucin que ahora se consigue en la retina.

Figura 2. Registro electrorretinográfi co multifocal (mf-ERG). A. Patrn de estmulo luminoso utilizado para inducir respuestas elctricas en múltiples regiones retinianas. El estmulo, formado por múltiples hexágonos, se proyecta sobre la retina, fi jando el punto central con la fvea B. Trazados electrorretinográfi cos caractersticos obtenidos mediante el promediado de seales elctricas de las distintas regiones retinianas que reciben los estmulos luminosos mostrados en A. C. Representacin tridimensional de las respuestas electrorretinográfi cas. El área central corresponde a las zonas retinianas centrales, donde la amplitud de las respuestas elctricas es mayor (en las representaciones originales se utiliza un cdigo de colores).