Publicação: Avaliação da atividade eletroencefalográfica e da ativação BOLD em paradigmas auditivos Oddball
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA::BIOENGENHARIA::PROCESSAMENTO DE SINAIS BIOLOGICOS
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Resumo
Este trabalho investiga a relação entre a atividade neuronal observada pela eletroence
falografia (EEG) e as ativações das regiões cerebrais adquiridas por dados de ressonância
magnética funcional (fMRI) durante a execução de um paradigma cognitivo do tipo oddball
auditivo. O objetivo foi analisar se os potenciais relacionados a eventos, especialmente o
componente P300 obtido por EEG, apresentam correspondência qualitativa com os padrões
de ativação hemodinâmica medidos pelo sinal BOLD em fMRI. Foram utilizados dados
públicos do repositório OpenfMRI (dataset ds000116), envolvendo registros simultâneos
de EEG e fMRI de 15 participantes. Os dados de EEG foram pré-processados utilizando
a biblioteca MNE-Python, incluindo filtragem digital, remoção de artefatos fisiológicos
por Análise de Componentes Independentes (ICA) e extração dos potenciais relacionados
a eventos. O componente P300 foi analisado quanto à amplitude, latência e distribui
ção topográfica. Os dados de fMRI foram pré-processados com o pipeline fMRIPrep e
analisados por meio de modelagem estatística baseada no Modelo Linear Geral (GLM)
no software FSL, permitindo estimar mapas de ativação BOLD associados às condições
target e standard. Os resultados mostraram a presença do componente P300 com máxima
amplitude nas regiões centro-parietais do escalpo e latência média de aproximadamente
386 ms. Nos dados de fMRI, observou-se ativação significativa nos lobos parietal, temporal
e frontal, além do tálamo, principalmente na condição target. A comparação qualitativa
entre as modalidades indicou correspondência espacial macroscópica entre a topografia
do P300 e as regiões de ativação BOLD. Esses achados reforçam a complementaridade
entre EEG e fMRI e sugerem que, com avanços tecnológicos e maior compreensão dos
mecanismos neurais envolvidos no processamento de estímulos, o P300 poderá futuramente
se consolidar como um biomarcador acessível para a investigação de processos cognitivos.
Abstract
This study investigates the relationship between neuronal activity observed via electro
encephalography (EEG) and brain region activations recorded using functional magnetic
resonance imaging (fMRI) data during the performance of an auditory oddball cognitive
paradigm. The objective was to analyze whether event-related potentials, particularly
the P300 component obtained via EEG, show a qualitative correspondence with the
hemodynamic activation patterns measured by the BOLD signal in fMRI. Public data
from the OpenfMRI repository (dataset ds000116) were used, comprising simultaneous
EEG and fMRI recordings from 15 participants. The EEG data were preprocessed using
the MNE-Python library, including digital filtering, removal of physiological artifacts via
Independent Component Analysis (ICA), and extraction of event-related potentials. The
P300 component was analyzed for amplitude, latency, and topographic distribution. The
fMRI data were preprocessed using the fMRIPrep pipeline and analyzed using statistical
modeling based on the General Linear Model (GLM) in FSL software, allowing for the
estimation of BOLD activation maps associated with the target and standard conditions.
The results showed the presence of the P300 component with maximum amplitude in
the centro-parietal regions of the scalp and a mean latency of approximately 386 ms. In
the fMRI data, significant activation was observed in the parietal, temporal, and frontal
lobes, as well as the thalamus, primarily in the target condition.The qualitative compa
rison between the modalities revealed macroscopic spatial correspondence between the
topography of the P300 and the regions of BOLD activation. These findings reinforce the
complementarity between EEG and fMRI and suggest that, with technological advances
and a better understanding of the neural mechanisms involved in stimulus processing the
P300 may in the future establish itself as an accessible biomarker for the investigation of
cognitive processes.
Palavras-chave
EEG, fMRI, Neuroimagem multimodal, Paradigma oddball, Potenciais relacionados a eventos, P300
Citação
SILVA, Aline Victória Machado. Avaliação da atividade eletroencefalográfica e da ativação BOLD em paradigmas auditivos Oddball. 2026. 65 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Biomédica) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026.
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