METODY ELIMINACJI ARTEFAKTÓW W SYGNAŁACH EEG

Registration of electroencephalography signals (EEG) is almost always associated with recording different kinds of artifacts that makes it difficult to read and analyze collected data. These artifacts may be noticeable in the individual channels, but very often they have to be adjusted over several channels simultaneously. Their origin can be varied. Among the most typical are network and hardware artifacts as well as several types of muscle artifacts, derived from the tested person. In recent years increased interest in EEG studies might be noticed. EEG signals are applied not only in the outpatient and clinical applications, but also in psychological analyses and in construction of modern human-machine interfaces. This article presents a case study of classification analysis application in EEG artifact correction tasks.Rejestracja sygnałów elektroencefalograficznych (EEG) jest niemal zawsze związana z zapisem różnego rodzaju artefaktów, które zaszumianą odczyt i utrudniają analizę zebranych danych. Artefakty te mogą być zauważalne w pojedynczych kanałach, ale bardzo często muszą być korygowane na przestrzeni kilku kanałów jednocześnie. Ich pochodzenie może być różnorodne. Wyróżnia się artefakty sieciowe, sprzętowe jak również kilka rodzajów artefaktów mięśniowych, pochodzących od badanej osoby. W ostatnich latach obserwuje się wzrost zainteresowania badaniami EEG nie tylko w zastosowaniach ambulatoryjnych i klinicznych, ale także w analizach psychologicznych oraz w budowie nowoczesnych interfejsów człowiek-maszyna. Artykuł przedstawia studium przypadku zastosowania analiz klasyfikacyjnych w zagadnieniach korekcji artefaktów sygnału EEG

El sistema de neuronas espejo y su activación en movimientos coordinados complejos

INTRODUCCIÓN Durante la observación de los movimientos realizados por los demás, la información visual se integra con las representaciones motoras, somatosensoriales y los recuerdos cinestésicos correspondientes, así como con las representaciones de los objetivos internos, instrucciones y la preferencia en la realización del movimiento. Los procesos corticales subyacentes han sido evaluados en monos y en humanos a través de la neuroimagen. En conjunto, estos estudios apuntan a una "equivalencia funcional" o "representaciones motoras compartidas" entre los procesos corticales de la observación del movimiento y la ejecución, en consonancia con el concepto de un sistema innato de procesamiento de la percepción con la producción motora desarrollado por especies sociales para la comprensión de las acciones y las intenciones de los miembros del grupo en el que se encuentran o al que pertenecen. Las neuronas espejo no son neuronas especiales, sino neuronas que tienen la capacidad de funcionar como un espejo. Se comprobó que el sistema se activaba en los seres humanos, comprobando que un individuo mirando un movimiento activa las áreas premotoras como si él lo estuviese realizando. Las áreas de Brodmann que pertenecen a este sistema de neuronas espejo son: AB 4, 6, 40, 44, 45 OBJETIVOS Evaluar la actividad cerebral y la participación del sistema de neuronas espejo ante estímulos de imaginación y observación de movimientos coordinados complejos, empleando el electroencefalograma como método de análisis. Como objetivos específicos nos propusimos: Analizar la activación cerebral empleando la tomografía electromagnética de baja resolución determinando las áreas de mayor intensidad. Analizar las bandas donde se produce una mayor actividad en los procedimientos de imaginación y observación de los tres movimientos coordinados complejos propuestos. Analizar la actividad de las áreas vinculadas con el sistema de neuronas espejo y comprobar si la metodología propuesta es una alternativa para su evaluación. DISEÑO Y METODOLOGÍA El diseño del trabajo fue de tipo transversal, observacional y descriptivo, al buscar obtener datos descriptores de la muestras, eligiendo una serie de casos. Cuando se determinó la significancia de las diferencias en las muestras dependientes se realizó un diseño analítico, al buscar evaluar una presunta relación causal entre dos factores, por lo que se analizaron las relaciones entre las variables. La muestra estuvo formada por 41 voluntarios (30 mujeres y 11 hombres), estudiantes de fisioterapia, terapia ocupacional o del master universitario en neuro-rehabilitación de la Universidad Católica San Antonio de Murcia, con edades comprendidas entre los 18 y los 40 años (media= 24 años). El EEG fue registrado con 32 canales Neuronic equipo Medicid (Neuronic, Cuba, La Habana) (Fig. 5.8.) utilizando un electrocap estándar (Fig. 5.7.) de 10 a 20. Se utilizaron 32 canales (Fz, pFz, Cz, pCZ, Pz, Oz, Fp1, Fp2, F3, F4, F7, F8, PF3, PF4, pC3, C4, PC4, T1, T2, T3, T4, T3A, T4A, T5, T6, P3, P4, O1 y O2), seleccionando las bandas en las siguientes amplitudes, aunque nuestro estudio se centrará en las amplitudes entre los 8,12 y los 19 Hz: Delta: 1Hz ¿ 4Hz; Theta: 4,12Hz ¿ 8Hz; Alpha1: 8,12Hz ¿ 10Hz; Alpha2: 10,12Hz ¿ 13Hz; Beta: 13,12 ¿ 19Hz. A todos los sujetos se le realizaron 11 registros de EEG, atendiendo a los siguientes estados: A: Permanecer con los ojos cerrados. B: Permanecer con los ojos abiertos (EB). C: Imaginar con los ojos abiertos que se está levantando de la silla y sentándose sucesivamente. D: Observar un video de una persona que está levantándose y sentándose de la silla sucesivamente. E: Imaginar con los ojos abiertos que se está levantando de la silla y sentándose sucesivamente tras haber visto el video. F: Imaginar con los ojos abiertos que está andando. G: Observar un video de una persona que está andando. H: Imaginar con los ojos abiertos que está andando tras haber visto el video. I: Imaginar con los ojos abiertos que está haciendo el pino (equilibrio sobre las manos). J: Observar un video de una persona haciendo el pino. K: Imaginar con los ojos abiertos que está haciendo el pino (equilibrio sobre las manos) tras haber visto el video. Se realizó el registro, la edición, el análisis cuantitativo, la localización de fuentes (método LORETA (del inglés Low-resolution Electromagnetic Tomography), la visualización tomográfica y el análisis estadístico (prueba T2 de Hotelling). RESULTADOS Cuando analizamos la banda alpha1los análisis realizados entre el estado basal con ojos abiertos y las condiciones C, D, E y H. Entre las condiciones EB y F se hallaron unas diferencias significativas extremadamente concretas en las áreas de Brodmann (AB) 18. Las diferencias significativas de las soluciones LORETA entre EB y G muestran que el AB 9 y 11. Observamos en el análisis que aparece una proyección en las condiciones EB e I en el AB 19. Si la condición que comparamos con el EB la condición J se activa AB 9 y 46. También se compararon EB y K, obteniendo diferencias significativas en AB 18 y 19. Cuando analizamos la banda alpha 2 en las condiciones EB y A la actividad se produce en AB 17, 18 y 19. Cuando analizamos las condiciones EB y H se pudo comprobar como las diferencias significativas las encontramos en el lóbulo frontal del hemisferio derecho de AB 10, 38, 44, 45, 46. Cuando valoramos las diferencias significativas entre EB y K, y observamos la actividad de áreas como el AB 18 y el AB 19. En los análisis realizados en la banda beta aparecen diferencias significativas en las condiciones A, F, G, H, I, J y K. Comenzando con el análisis de las diferencias significativas de las condiciones EB y A, destacamos como en las bandas alpha el predominio de las actividades en el lóbulo occipital tiene un carácter unilateral dado que la actividad se concentra en el hemisferio derecho del AB 39 y de AB 11, 20, 27 y 40. Cuando valoramos las diferencias significativas entre EB y F observamos que aparece un solo área, el AB 40. Mayor cantidad de diferencias significativas encontramos cuando comparamos EB y G, donde las áreas AB 1, 3, 4, 21, 22,40, 42, 44 y 48 son las que más activación presentan. Las diferencias significativas entre EB y H se presentan en AB 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 20, 22, 28, 35, 36, 43 y 44. Las diferencias significativas de las condiciones EB y J nos enseñan una actividad unilateral de AB 7, 18, 19, 39. En último lugar dentro de las diferencias significativas dependientes en la banda beta observamos que cuando comparamos las condiciones EB y K obtenemos todos los valores en un margen muy pequeño en AB 2, 3, 4, 6, 48. Si valoramos las diferencias significativas entre las condiciones C y E se observa que las diferencias se proyectan de modo bilateral, aunque el mapa de activación proyecta áreas de máximas intensidades en mayor cantidad en el hemisferio izquierdo en AB 2, 3, 4, 6, 8, 11, 22, 23, 36, 37, 40 y 48. Si comparamos las condiciones F y H se activan AB 6, 7, 8, 17, 18, 19, 23 y 44. Observamos, al analizar I y K que en las tres bandas se observan diferencias significativas en las AB 18 y AB 48, así como en las AB 2, 5, 8, 17, 21, 40, 43 y 46. CONCLUSIONES El uso del electroencefalograma, empleando la tomografía electromagnética de baja resolución es útil para detectar las áreas de máxima actividad en la corteza cerebral ante los procedimientos de imaginación y observación de dos de los tres movimientos coordinados complejos propuestos. La banda más activa en la descripción de las áreas que presentan máximas intensidades en las condiciones estudiadas es la beta El uso del electroencefalograma, empleando la tomografía electromagnética de baja resolución es útil para detectar la actividad en las áreas vinculadas con el sistema de neuronas espejo, en los tres movimientos coordinados complejos propuestos. El uso del video es útil para la activación del sistema de neuronas espejo, con actividad principal en las áreas motoras de las bandas alpha.MedicinaTerapia y Rehabilitació