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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Ferramenta para avaliação do padrão de conectividade cortical funcional baseada na sincronização de fase
metadata.dc.creator: Melo, Mariana Cardoso
metadata.dc.contributor.advisor1: Soares, Alcimar Barbosa
metadata.dc.contributor.referee1: Andrade, Adriano de Oliveira
metadata.dc.contributor.referee2: Vieira, Marcus Fraga
metadata.dc.description.resumo: O estudo de processos corticais é importante para a compreensão de déficits neurológicos, e assim, permite o desenvolvimento de estratégias para auxiliar no tratamento dessas doenças. Os mecanismos de integração e coordenação das atividades de diversas regiões corticais podem ser estudados por meio da análise da sincronização entre as fases dos sinais obtidos das múltiplas áreas do córtex. A sincronização de fase é um método que mede a conectividade funcional entre as regiões corticais, isto é, a correlação temporal entre essas áreas, entretanto, não é capaz de identificar a relação causal entre duas regiões, definida como conectividade efetiva. No cenário nacional, ainda existe carência, de conhecimento mais profundo das técnicas a serem empregadas para avaliação do padrão de sincronização cortical funcional, especialmente a partir de dados coletados por eletroencefalografia de superfície. Com isso, esse trabalho propõe o desenvolvimento de uma plataforma para avaliação do padrão de conectividade funcional, baseado em técnicas de análise de sincronização de fase, a partir de sinais eletroencefalográficos. A ferramenta foi desenvolvida em MATLAB e realiza o cálculo do índice de sincronização de fase dos sinais eletroencefalográficos pela Transformada de Hilbert. Na etapa de validação do estudo com sinais sintéticos, os resultados obtidos pela ferramenta desenvolvida foram conforme o esperado, conseguindo diferenciar a existência ou não de sincronização para diferenças entre fases conhecidas. Também foi realizado um estudo de caso com sinais eletroencefalográficos, em que o voluntário deveria fazer a leitura de palavras curtas em voz alta, em que foi obtido alto índice de sincronização entre as regiões corticais responsáveis pela fala, como esperado na tarefa proposta. Essa ferramenta tem potencialidade para ser utilizada em aplicações em que se deseja mapear a conectividade das regiões neurais, como por exemplo, para aplicações em ICM (Interface Cérebro-Máquina), neurofeedback e reabilitação de disfunções neurológicas.
Abstract: The study of cortical processes is important to comprehend the neurological deficits and thus, allow the development of strategies to help on the treatment of such deficits. The mechanisms of integration and coordination of the activities of cortical regions may be studied with the analysis of phase synchronization between signals obtained from multiple cortical areas. Phase synchronization is a method for measuring the functional connectivity, which is, the temporal correlation for cortical areas, however is not capable of identifying the causal relations among the areas, defined as effective connectivity. In the national scenario, it still doesn t exist a profound knowledge on the techniques used to evaluate the functional cortical synchronization patterns, especially the ones based on surface electroencephalography. This work propose the development of a platform to evaluate the functional connectivity pattern, based on phase synchronization, for electroencephalographic signals. The tool was developed in MATLAB® and quantifies the phase synchronization index of electroencephalographic signals by means of the Hilbert Transform. The system was tested and its performance validated by means of synthetic sine waves and real EEG data. The results of the tests using synthetic data showed that the algorithm performs correctly, generating the expected values for signals highly synchronized and non-synchronized. A case study was performed, in which electroencephalographic data were collected from a volunteer during read-aloud tasks. The results showed significant synchronization between cortical regions responsible for reading and the production of speech. This tool has the potential to be used in applications in which it is desired to map the functional connectivity between cortical areas, such as, brain machine interfaces, neurofeedback and rehabilitation of neurological dysfunctions.
Keywords: Sincronização de fase
Conectividade funcional
Eletroencefalografia
Phase synchronization
Functional connectivity
Electroencephalography
Engenharia biomédica
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: MELO, Mariana Cardoso. Ferramenta para avaliação do padrão de conectividade cortical funcional baseada na sincronização de fase. 2014. 106 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2014.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14579
Issue Date: 16-Sep-2014
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Elétrica

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