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Module 1. Brain Electrogenesis. Recording and Analysis Techniques. Development of the electroencephalogram

1.1. Biophysical Fundamentals of EEG Recording 

1.1.1. Context 
1.1.2. Brief Mathematical Reminder 

1.1.2.1. Vector Analysis 
1.1.2.2. Determinants and Matrices 

1.1.3. Brief Introduction to Electromagnetism 

1.1.3.1. Field and Potential Concepts 
1.1.3.2. Maxwell's Equations 

1.1.4. Brain Electrical Fields 

1.2. Technical and Analytical Fundamentals of EEG 

1.2.1. Context 
1.2.2. Analog-to-digital Conversion (ADC) 
1.2.3. Filters 
1.2.4. Digital Signal Analysis 

1.2.4.1. Spectral Analysis 
1.2.4.2. Analysis of Wavelets 

1.2.5. Determination of the Interaction between Two Signals 

1.3. Protocols and Standards for EEG and Video-EEG, Activation Maneuvers. Artifact Detection 

1.3.1. EEG and Video-EEG 

1.3.1.1. Registration Conditions 
1.3.1.2. Electrodes 
1.3.1.3. By-passes and Assemblies 
1.3.1.4. Records 

1.3.2. Vídeo-EEG 

1.3.2.1. Technical Aspects 
1.3.2.2. Indications 

1.3.3. Routine Stimulation Maneuvers 

1.3.3.1. Ocular Opening and Closing 
1.3.3.2. Pulmonary Hyperventilation 
1.3.3.3. Intermittent Light Stimulation

1.3.4. Other Non-standard Methods of Activation

1.3.4.1. Other Visual Activation Procedures 
1.3.4.2. Activation through Sleep 
1.3.4.3. Other Activation Methods 

1.3.5. Introduction and Importance of Artifacts 

1.3.5.1. General Principles of Detection 
1.3.5.2. Most Common Artifacts 
1.3.5.3. Artifact Removal 

1.3.6. Key Concepts 

1.4. Normal Adult EEG 

1.4.1. Normal EEG in Wakefulness 

1.4.1.1. Alpha Rhythm 
1.4.1.2. Beta Rhythm 
1.4.1.3. Mu Rhythm 
1.4.1.4. Lambda Waves 
1.4.1.5. Low-voltage Tracing 
1.4.1.6. Theta Activity 

1.4.2. Normal EEG in Sleep 

1.4.2.1. NREM Sleep 
1.4.2.2. REM Sleep 

1.4.3. Variants of Normality/Patterns of Uncertain Significance 

1.5. Child EEG, Development and Maturation (I) 

1.5.1. Technical Considerations 
1.5.2. Age-dependent EEG Characteristics 

1.5.2.1. Continuity 
1.5.2.2. Bilateral Hemispheric Synchrony 
1.5.2.3. Voltage 
1.5.2.4. Variability 
1.5.2.5. Reactivity 
1.5.2.6. Age-dependent Waves 

1.5.2.6.1. Beta-Delta Complex 
1.5.2.6.2. Temporary Theta and Alpha Wave Bursts 
1.5.2.6.3. Acute Frontal Waves

1.5.3. EEG in Wakefulness and Sleep 

1.5.3.1. Wakefulness 
1.5.3.2. NREM Sleep 
1.5.3.3. REM Sleep 
1.5.3.4. Indeterminate and Transitional Sleep 
1.5.3.5. Reactivity to Stimuli 

1.5.4. Special Patterns/Variants of Normality 

1.5.4.1. Bifrontal Delta Activity 
1.5.4.2. Temporary Sharp Waves 

1.5.5. Key Concepts 

1.6. Child EEG, Development and Maturation (II). Physiological EEG from Infant to Adolescent 

1.6.1. Technical Considerations 
1.6.2. EEG in Infants from 2 to 12 Months of Age 
1.6.3. EEG in Early Childhood 12 to 36 months 
1.6.4. EEG in Preschool Age, from 3 to 5 years old
1.6.5. EEG in Older Children, 6 to 12 
1.6.6. EEG in Adolescents, 13 to 20 Years old 
1.6.7. Key Concepts 

1.7. Slow Anomalies, Description and Significance

1.7.1. Focal Slow Anomalies 

1.7.1.1. Summary 
1.7.1.2. Pattern Description 
1.7.1.3. Clinical Significance of Slow Focal Waves 
1.7.1.4. Disorders Causing Slow Focal Waves 

1.7.2. Asynchronous Generalized Slow Anomalies 

1.7.2.1. Summary 
1.7.2.2. Pattern Description 
1.7.2.3. Clinical Significance of Generalized Asynchronous Waves 
1.7.2.4. Disorders Causing Generalized Asynchronous Waves

1.7.3. Synchronous Generalized Slow Waves 

1.7.3.1. Summary 
1.7.3.2. Pattern Description 
1.7.3.3. Clinical Significance of Generalized Asynchronous Waves 
1.7.3.4. Disorders Causing Generalized Asynchronous Waves 

1.7.4. Conclusions 

1.8. Focal and Generalized Intercritical Epileptiform Anomalies 

1.8.1. General Considerations 
1.8.2. Identification Criteria 
1.8.3. Location Criteria 
1.8.4. Intercritical Epileptiform Anomalies and Their Interpretation 

1.8.4.1. Spikes and Sharp Waves 
1.8.4.2. Benign Focal Epileptiform Discharges 
1.8.4.3. Wave-Point 

1.8.4.3.1. Slow Wave-Point 
1.8.4.3.2. Wave-Point at 3 Hz 
1.8.4.3.3. Polypoint or Wave Polypoint 

1.8.4.4. Hypsarrhythmia 
1.8.4.5. Focal Intercritical Anomalies in Generalized Epilepsies 

1.8.5. Summary/key points 

1.9. Ictal EEG. Types of Seizures and Electroclinical Correlates 

1.9.1. Generalized Onset Seizures 

1.9.1.1. Motor start 
1.9.1.2. Non-motor Start 

1.9.2. Focal Onset Seizures 

1.9.2.1. State of Consciousness 
1.9.2.2. Motor/non-motor Start 
1.9.2.3. Focal with Progression to Bilateral Tonic-Clonic 
1.9.2.4. Hemispheric Lateralization 
1.9.2.5. Lobar Location 

1.9.3. Crisis of Unknown Onset 

1.9.3.1. Motor/non-motor 
1.9.3.2. Unclassified 

1.9.4. Key Concepts

1.10. Quantified EEG 

1.10.1. Historical Utilization of Quantified EEG in Clinical Practice 
1.10.2. Application of Quantified EEG Methods 

1.10.2.1. Types of Quantified EEG

1.10.2.1.1. Power Spectrum 
1.10.2.1.2. Synchronization Measures 

1.10.3. Quantified EEG in Current Clinical Practice 

1.10.3.1. Classification of Encephalopathies 
1.10.3.2. Seizure Detection 
1.10.3.3. Advantages of Continuous EEG Monitoring 

1.10.4. Key Concepts

Module 2. Electroencephalogram (EEG) in Electroclinical Syndromes and in the Neurocritical Patient. Precision Neurophysiologic techniques in the diagnosis and treatment of epilepsy

2.1. Electroclinical Syndromes of the Neonate and Infant 

2.1.1. Neonatal Period 

2.1.1.1. Ohtahara Syndrome 
2.1.1.2. Early Myoclonic Encephalopathy 
2.1.1.3. Self-limited Neonatal Seizures. Self-limited Familial Neonatal Neonatal Epilepsy 
2.1.1.4. Neonatal-onset Structural Focal Epilepsy 

2.1.2. Infant Period 

2.1.2.1. West Syndrome 
2.1.2.2. Dravet Syndrome 
2.1.2.3. Febrile Plus Seizures and Genetic Epilepsy with Febrile Plus Seizures 
2.1.2.4. Myoclonic Epilepsy of the Infant 
2.1.2.5. Familial and Non-familial Self-limited Infant Epilepsy 
2.1.2.6. Epilepsy of the Infant with Migrating Focal Seizures 
2.1.2.7. Myoclonic Status in Non-Progressive Encephalopathies 
2.1.2.8. Epilepsy in Chromosomal Disorders 

2.2. Electroclinical Syndromes in Children 

2.2.1. Role of EEG and Video-EEG in the Diagnosis and Classification of Epileptic Syndromes with Onset between 3 and 12 Years of Age 

2.2.1.1. Background and Current Clinical Practice 
2.2.1.2. Methodological Design and Recording Protocols 
2.2.1.3. Interpretation, Diagnostic Value of Findings, Report 
2.2.1.4. Integration of EEG into Syndrome-Ethiology Taxonomy 

2.2.2. Genetic Generalized Epilepsies (idiopathic, IGE) 

2.2.2.1. Typical EEG Features of EGI and Methodological Principles 
2.2.2.2. Epilepsy with Infantile Absence 
2.2.2.3. Epilepsy with Juvenile Absence 
2.2.2.4. Other EGI Phenotypes (3-12 years) 
2.2.2.5. Epilepsies with Reflex Seizures 

2.2.3. Genetic Focal Epilepsies (Idiopathic, EFI) 

2.2.3.1. Typical EEG Features of EFI and Methodological Principles 
2.2.3.2. Focal Idiopathic Focal Epilepsy with Centrotemporal Spikes 
2.2.3.3. Panayiotopoulos Syndrome 
2.2.3.4. Other EFI Phenotypes (3-12 years) 

2.2.4. Non-idiopathic Focal Epilepsies (FE). Lobar Syndromes 

2.2.4.1. Typical EEG Features of EF and Methodological Principles 
2.2.4.2. Frontal Lobe Epilepsy 
2.2.4.3. Temporal Lobe Epilepsy 
2.2.4.4. Epilepsy of the Posterior Cortex 
2.2.4.5. Other Locations (insula, cingulum, hemispheric lesions) 

2.2.5. Epileptic Encephalopathies (EE) and Related Syndromes (3-12 years) 

2.2.5.1. Typical EEG Features of EE and Methodological Principles 
2.2.5.2. Lennox-Gastaut Syndrome 
2.2.5.3. Encephalopathy with Electrical Sleep Electrical Status Sickness (ESES) and Landau-Kleffner Syndrome. 
2.2.5.4. Epilepsy with Myoclonus-atonic Seizures (Doose Syndrome) 
2.2.5.5. Epilepsy with Myoclonic Absence 

2.3. Adolescent and Adult Electroclinical Syndromes 

2.3.1. Role of EEG in the Diagnosis of Epileptic Syndromes in Adolescents and Adults 
2.3.2. Genetic Generalized Epilepsy in Adolescents and Adults 

2.3.2.1. Juvenile Myoclonic Epilepsy 
2.3.2.2. Juvenile Absence Epilepsy 
2.3.2.3. Epilepsy with Generalized Tonic-Clonic Seizures 
2.3.2.4. Other Phenotypes of EGI in Adolescents and Adults 

2.3.3. Non-idiopathic Focal Epilepsy in Adolescents and Adults. Lobar Syndromes 

2.3.3.1. Frontal Lobe 
2.3.3.2. Temporal Lobe 
2.3.3.3. Other Locations 

2.3.4. Other Non-Age-Dependent Epileptic Syndromes 
2.3.5. Epilepsy in the Elderly 

2.4. EEG Nomenclature in ICU 

2.4.1. Minimum Requirements for Reporting in the Neurocritically Ill Patient 
2.4.2. Background Tracing 
2.4.3. Epileptiform Discharges of Sporadic Occurrence 
2.4.4. Rhythmic and/or Periodic Patterns 
2.4.5. Electrical and Electro-clinical Crises 
2.4.6. Short-term Rhythmic Discharges (BIRDs) 
2.4.7. Patrón ictal-interictal (ictal-interictal continuum) 
2.4.8. Other Terminology 

2.5. EEG in Altered Level of Consciousness, Coma and Brain Death 

2.5.1. EEG Findings in Encephalopathy 
2.5.2. EEG Findings in Coma 
2.5.3. Brain Electrical Inactivity 
2.5.4. Evoked Potentials in Conjunction with EEG in Patients with Altered Level of Consciousness

2.6. Status Epilepticus (I) 

2.6.1. Context 

2.6.1.1. "Time is Brain"
2.6.1.2. Pathophysiology

2.6.2. Definition and Timing 
2.6.3. Classification. Diagnostic Axes 

2.6.3.1. Axis I. Semiology 
2.6.3.2. Axis II. Etiology 
2.6.3.3. Axis III. EEG correlate 
2.6.3.4. Axis IV. Age 

2.7. Status Epilepticus (II) 

2.7.1. Non-convulsive Status Epilepticus: Definition 
2.7.2. Semiology 

2.7.2.1. Nonconvulsive Status in Comatose Patients 
2.7.2.2. Nonconvulsive Status in Patients without Coma 

2.7.2.2.1. Dyscognitive Status: With Altered Level of Consciousness (or dialeptic) and Aphasic
2.7.2.2.2. Continued Aura 
2.7.2.2.3. Autonomous Status 

2.7.3. EEG Criteria for the Determination of Non-seizure Status (Salzburg Criteria) 

2.8. Continuous EEG/Video-EEG Monitoring in ICU 

2.8.1. Utility and Conditions 
2.8.2. Recommended Indications and Duration 

2.8.2.1. Adult and Pediatric Population 
2.8.2.2. Neonates 

2.8.3. Clinical Tools 
2.8.4. New Devices 

2.9. Epilepsy Surgery 

2.9.1. Pre-surgical Video-EEG 

2.9.1.1. Superficial 
2.9.1.2. Invasive 
2.9.1.3. Semi-invasivo

2.9.2. Intraoperative Monitoring 

2.10. The High Density Electroencephalogram. Generator Location and Source Analysis 

2.10.1. Signal Acquisition

2.10.1.1. General Aspects 
2.10.1.2. Type, Location and Number of Electrodes 
2.10.1.3. The Importance of the Reference 

2.10.2. Digitization of Electrode Location 
2.10.3. Debugging, Artifacts and Signal Cleaning 
2.10.4. Blind Source Separation 
2.10.5. Brain Dipoles 
2.10.6. Brain Maps 

2.10.6.1. Adaptive Spatial Filters 

2.10.7. Skull and Brain Modeling 

2.10.7.1. Spherical Models 
2.10.7.2. Surface Element Model 

2.10.8. Finite Element Model 
2.10.9. Generator Location: Inverse Problem 

2.10.9.1. Single Current Dipole Model 

2.10.10. ImagingMethods

Module 3. Neurobiology and Physiology of Sleep. Methodological Aspects

3.1. Normal Sleep 

3.1.1. Features 
3.1.2. Evolution with Age 
3.1.3. Function 

3.2. Neurobiology and Physiological Changes during the Sleep-Wake Cycle 
3.3. Chronobiology of the sleep-wake cycle 
3.4. Polysomnography (I): Technical Aspects and Methodology 
3.5. Polysomnography (II): Recording Sensors and their Use 
3.6. Polysomnography (III): Quantification of Sleep Structure and Cardiorespiratory Events 
3.7. Polysomnography (IV): Quantification of Motor Events 
3.8. Advanced Automatic Signal Analysis 
3.9. Other Sleep-Wake Polygraphic Techniques 

3.9.1. Sleep Breathing Polygraphy 
3.9.2. Multiple Sleep Latency Test 
3.9.3. Maintenance of Wakefulness Test 
3.9.4. Suggested Immobilization Test 

3.10. Actigraphy, Circadian Monitoring and other Ambulatory Measurements

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