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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Análise da estacionariedade e gaussianidade da atividade elétrica neural, do ruído biológico e do ruído de instrumentação
metadata.dc.creator: Assis, Aline Rocha de
metadata.dc.contributor.advisor1: Destro Filho, João Batista
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Carrijo, Gilberto Arantes
metadata.dc.contributor.referee1: Rodrigues, Aldo Rogelis Aquiles
metadata.dc.contributor.referee2: Pinto, Edmilson Rodrigues
metadata.dc.description.resumo: Este trabalho analisa sinais de atividade elétrica neuronal espontânea, mensurados através de dispositivos conhecidos como Arranjos Multieletrodo ( Multielectrode Array MEA), que constituem o substrato de culturas neuronais do hipocampo do rato. A base de dados sob investigação consiste em cinco sinais: (i) ruído de instrumentação; (ii) ruído biológico; (iii) cultura inativa e (iv) dois experimentos de cultura ativa. Além das quatro medidas estatísticas básicas da amplitude do histograma MEA, o teste da Razão Média e o teste Jarque-Bera foram propostos para estimar o grau de estacionariedade e de Gaussianidade dos dados respectivamente. Os resultados indicam que a análise de estacionariedade baseada na densidade espectral é capaz de diferenciar entre os experimentos de ruído biológico, cultura inativa e ruído de instrumentação. Enquanto isso, a estatística JB separa os experimentos de cultura ativa dos demais, ou seja, a aplicação de MRT conduz a uma conclusão singular: embora ruído biológico e ruído de instrumentação apresentem mais ou menos as mesmas amplitudes e Gaussianidades, o primeiro é essencialmente não-estacionário. Os índices quantitativos propostos apresentaram correlação estatística satisfatória com aqueles da análise clássica de spikes para os experimentos de cultura ativa. Assim, pode-se afirmar que a atividade elétrica neuronal de spikes e bursts apresenta uma notável característica não-estacionária e não-Gaussiana quando comparada ao ruído biológico e ao ruído de instrumentação, que estão muito próximos da estacionariedade e Gaussianidade.
Abstract: This work analyzes signals of spontaneous neuronal electrical activity, measured by devices known as Multi-Electrode Arrays (MEA), which are the substrate of neuronal cultures of rat hippocampus. The database under investigation consists of five signals: (i) instrumentation noise, (ii) biological noise, (iii) inactive culture and (iv) two active culture experiments. Beyond the four primary statistical measures of the MEA amplitude histogram, the Mean Ratio Test and Jarque-Bera Test were proposed for estimating the degree of wide-sense stationarity and Gaussianity of MEA recordings respectively. The results indicate that spectral-density-based stationarity analysis is able to distinguish between experiments of biological noise, inactive culture and noise instrumentation. Meanwhile, JB statistic discriminates active culture experiments from others, i.e., whereas application of MR leads to a remarkable conclusion: although biological noise and instrumentation noise present more or less the same amplitudes and gaussianity, the former is essentially non-stationary. The quantitative indices proposed in this study showed good statistical correlation with those of classical spike analysis for active culture experiments. Thus, results demonstrate that neuronal electrical activity of spikes and bursts showed a remarkable non-stationarity and non-Gaussianity character when compared to biological noise and instrumentation noise, that are very close to stationarity and Gaussianity.
Keywords: Matriz multieletrodo
Obliquidade
Curtose
Análise espectral
Teste Jarque-Bera
Multielectrode array (MEA)
Skewness
Kurtosis
Spectral analysis
Jarque-Bera test
Processamento de sinais
Redes neurais (Neurobiologia)
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Engenharias
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Citation: ASSIS, Aline Rocha de. Análise da estacionariedade e gaussianidade da atividade elétrica neural, do ruído biológico e do ruído de instrumentação. 2011. 168 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2011.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14466
Issue Date: 11-Jul-2011
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Elétrica

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