Publicação:
Examining brain and eye-tracking signals integration during exergame session: a case study with a post-stroke patient

dc.contributor.advisor1Naves, Eduardo Lázaro Martins
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5450557733379720pt_BR
dc.contributor.referee1Miziara, Isabela Marques
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3436667263112349pt_BR
dc.contributor.referee2Andrade, Adriano de Oliveira
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1229329519982110pt_BR
dc.contributor.referee3Sá, Angela Abreu Rosa de
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/0258364513051184pt_BR
dc.contributor.referee4Lima, Ramón Hypolito
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/9065102569052213pt_BR
dc.creatorSouza, Rhaíra Helena Caetano e
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/2927877782394052pt_BR
dc.crossref.doibatchid613d4485-a6d0-438d-b2f7-39d327218e39
dc.date.accessioned2023-09-08T13:19:23Z
dc.date.available2023-09-08T13:19:23Z
dc.date.issued2023-08-10
dc.description.abstractConsidering the effects of stroke on brain tissue and related motor impairment, the use of rehabilitation with virtual reality (VR) can be an ally in neuroplastic activation. A new VR approach for detecting attention and emotion through biopotentials is presented based on the characteristics of brain electrical signals and eye-tracking signals in this study. With a view to the competitive demand for attention in our daily lives and the identification of neural processes in the EEG signals associated with it, in addition to the availability of portable devices based on biopotentials, it becomes possible to capture by attraction in the characterization of attention, immersion, and concentration of the user tracked on parameters extracted from the EEG signal and eye-tracking (ET) monitoring. ET data were monitored as potentially related to gaze fixation. Regarding the EEG frequency bands related to attention in the forms of effort and concentration, as metrics of the brain network through power spectral density, the frontal and parieto-occipital areas were activated in the θ, α, and β bands. The alpha frontal asymmetry was investigated, it had significant changes in the immersion states, compared to the relaxed state. Specific brain areas and frequency bands were surveyed: frontal analysis of EEG as well as indices relating ratios between frequency bands of many EEG channels were used to investigate concentration in two different attentional tasks. A higher level of attention reflects an increase in theta potential (θ) in the frontal electrodes and, in the parietal electrodes, an increase in potential relative to the alpha rhythm (α). As future considerations, we indicate a greater number of patients in the investigation, and use of new brain signal response characteristics, such as reaction time and real-time thinking through resistances in this work.pt_BR
dc.description.degreenameTese (Doutorado)pt_BR
dc.description.resumoConsiderando os efeitos do AVC no tecido cerebral e o comprometimento motor correlato, o emprego da reabilitação com realidade virtual (RV) pode ser um aliado na ativação neuroplástica. Uma nova abordagem RV para a detecção de atenção e imersão, através de biopotenciais é apresentada com base nas características dos sinais elétricos cerebrais e sinais eye-tracking neste estudo. Com vista à demanda competitiva de atenção em nosso cotidiano e a identificação de processos neurais nos sinais de EEG associados a ela, além da disponibilidade de dispositivos portáteis baseados em biopotenciais, torna-se possível interpretações por métricas na caracterização da atenção, imersão e concentração do usuário baseadas em parâmetros extraídos do sinal de EEG e monitoramento eye-tracking (ET). Dados de ET foram monitorados como potenciais relacionados à fixação do olhar. Em relação às bandas de frequência do EEG relacionadas com a atenção nas formas de imersão e concentração, como métricas da rede cerebral por meio de densidade espectral de potência, as áreas frontal e parieto-occipital foram ativadas nas bandas θ, α e β. A assimetria frontal alfa foi investigada, resultando em mudanças significativas nos estados de imersão, em comparação com o estado de relaxamento. Áreas específicas do cérebro e bandas de frequência foram analisadas: análise frontal de EEG, bem como índices relacionando razão entre bandas de frequência de muitos canais de EEG foram usados para investigação de concentração em duas tarefas de atenção diferentes. Um maior nível de atenção reflete um aumento no potencial teta (θ) nos eletrodos frontais e, nos eletrodos parietais, um aumento no potencial em relação ao ritmo alfa (α). Como direções futuras, indicamos um maior número de pacientes na investigação, uso de novas características de resposta do sinal cerebral, como tempo de reação e investigações em tempo real através das métricas estabelecidas neste trabalho.pt_BR
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicopt_BR
dc.identifier.citationSOUZA, Rhaíra Helena Caetano e. Examining brain and eye-tracking signals integration during exergame session: a case study with a post-stroke patient. 2023. 92 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.461.pt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.461pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/39058
dc.languageengpt_BR
dc.orcid.putcode142022847
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Elétricapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.sizeorduration92pt_BR
dc.subjectEEG,pt_BR
dc.subjectimersãopt_BR
dc.subjectatençãopt_BR
dc.subjectconcentraçãopt_BR
dc.subjectrealidade virtualpt_BR
dc.subjectimmersionpt_BR
dc.subjectattentionpt_BR
dc.subjectconcentrationpt_BR
dc.subjectvirtual realitypt_BR
dc.subject.autorizadoEngenharia elétricapt_BR
dc.subject.autorizadoMapeamento cerebralpt_BR
dc.subject.autorizadoAcidente vascular cerebral - Pacientespt_BR
dc.subject.autorizadoTecnologia de reabilitaçãopt_BR
dc.subject.autorizadoReabilitação - Realidade virtualpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICApt_BR
dc.titleExamining brain and eye-tracking signals integration during exergame session: a case study with a post-stroke patientpt_BR
dc.title.alternativeExaminando a integração de sinais de rastreamento cerebral e ocular durante sessão de exergame: um estudo de caso com um paciente pós-AVCpt_BR
dc.typeTesept_BR
dspace.entity.typePublication
person.identifier.orcid0000-0003-0883-8150
relation.isAuthorOfPublicationcf8ae4cc-e0ce-4f46-b355-e1837302b09f
relation.isAuthorOfPublication.latestForDiscoverycf8ae4cc-e0ce-4f46-b355-e1837302b09f

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