Señal eléctrica

Qué es una señal eléctrica

Conviene distinguir dos planos. Por un lado está el fenómeno biológico, la corriente de iones que atraviesa la membrana de una célula excitable, un cambio de voltaje del orden de los milivoltios que dura milisegundos. Por otro está la señal propiamente dicha, la versión de ese fenómeno que unos electrodos captan en la piel o en un tejido y que un amplificador convierte en un trazado medible. En sentido estricto, lo primero es un biopotencial, y lo segundo es la señal eléctrica que estudia la electrofisiología clínica.

El fenómeno se conoce desde el siglo XVIII. Luigi Galvani observó en 1780 que los músculos de una rana disecada se contraían al contacto con dos metales distintos, y llamó "electricidad animal" a lo que interpretó, sin del todo acertar en la causa, como una propiedad intrínseca del tejido vivo. Hicieron falta más de ciento cincuenta años de trabajo posterior, de Volta y Matteucci a Bernstein y, ya en el siglo XX, a Hodgkin y Huxley, para entender que el origen real está en el reparto desigual de iones a ambos lados de la membrana celular.

Origen fisiológico

Toda célula viva mantiene una diferencia de voltaje entre su interior y el medio que la rodea, sostenida por bombas de membrana como la bomba de sodio-potasio y por la permeabilidad selectiva de los canales iónicos. En las células excitables (neuronas, fibras musculares y algunas células glandulares) esa diferencia puede variar de forma rápida y transitoria ante un estímulo, generando lo que en electrofisiología se llama un potencial de acción.

La señal que registra un electrodo de superficie no corresponde a una sola célula, sino a la suma de miles o millones de esos potenciales individuales, sincronizados en el tiempo. Por eso un electrocardiograma no mide "un" potencial de acción, sino el resultado neto de la activación coordinada de todo el miocardio.

Clasificación según el tejido de origen

Por el tejido de origen y por la prueba que la registra se distinguen varias señales eléctricas de uso habitual. El electrocardiograma recoge la actividad del corazón. El electroencefalograma, la de la corteza cerebral. La electromiografía, la de las fibras musculares esqueléticas. Cada una tiene su propia amplitud, frecuencia y forma de onda características, y ninguna sustituye a las demás: son ventanas distintas sobre la misma clase de fenómeno.

Diferenciación con el impulso nervioso

No conviene confundir "señal eléctrica" con "impulso nervioso". El impulso, o potencial de acción, es un fenómeno concreto y localizado, la onda de despolarización que recorre un axón individual. La señal eléctrica, tal como se usa en diagnóstico, es un concepto más amplio: engloba también la actividad cardíaca o muscular, y se refiere al registro externo, no al mecanismo celular que lo origina.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene el estudio de la electricidad en el cuerpo?

De los experimentos de Luigi Galvani con ancas de rana en la década de 1780. Galvani observó que se contraían al tocarlas con dos metales distintos y dedujo, aunque con una explicación parcialmente errónea, que el tejido animal generaba su propia electricidad.

¿Es lo mismo una señal eléctrica que un potencial de acción?

No exactamente. El potencial de acción es el fenómeno celular, el cambio de voltaje en la membrana de una neurona o fibra muscular. La señal eléctrica es lo que un electrodo registra desde fuera, casi siempre la suma de muchos potenciales de acción coordinados, no de uno solo.

¿Qué pruebas se basan en el registro de señales eléctricas?

Las más habituales en la práctica clínica son el electrocardiograma (corazón), el electroencefalograma (cerebro) y la electromiografía (músculo esquelético). Existen variantes más específicas, como el electrooculograma o el electrorretinograma, para estructuras concretas del ojo.

¿Todas las células generan señales eléctricas medibles?

Todas mantienen una diferencia de voltaje en su membrana, pero solo las células excitables (neuronas, fibras musculares y algunas glandulares) la modifican con la rapidez y la sincronía necesarias para producir una señal detectable a distancia con electrodos de superficie.

¿La amplitud de la señal depende de la distancia al electrodo?

Sí, y de forma notable. Cuanto más alejado y más interpuesto haya tejido (piel, grasa, hueso) entre la fuente eléctrica y el electrodo, menor la amplitud registrada. Es una de las razones por las que un electroencefalograma capta voltajes mucho menores que un electrocardiograma.

Referencias

1. Wikipedia. Bioelectromagnetismo.
2. ResearchGate. Medición de biopotenciales.
3. UNAM, Facultad de Medicina. La electricidad en biología.
4. StudySmarter. Biopotenciales: tipos y origen.