00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IF - INSTITUTO DE FÍSICA Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IF
Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/7871
Tipo: Dissertação
Título: Sincronização antecipada em dados de eletroencefalograma: causalidade unidirecional e diferença de fase negativa entre eletrodos
Título(s) alternativo(s): Early synchronization in encephalogram data : unidirectional causality and negative phase difference between electrodes
Autor(es): Carlos, Francisco Leandro Pontes
Primeiro Orientador: Matias, Fernanda Selingardi
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Carelli, Pedro Valadão
metadata.dc.contributor.referee1: Vasconcelos, Nivaldo Antônio Portela de
metadata.dc.contributor.referee2: Lira, Sérgio Henrique Albuquerque
Resumo: Compreender a conectividade funcional do cérebro é um dos principais objetivos da neurociência. Em muitas situações, a diferença de fase relativa, e os padrões de coerência, são empregados para inferir a direção do fluxo de informação entre regiões cerebrais. No entanto, foi mostrado recentemente em dados de potencial de campo local de macacos a existência de um regime de sincronização no qual as áreas acopladas unidirecionalmente podem apresentar diferenças de fase positivas e negativas. Durante este regime contraintuitivo em que a fase é negativa, chamado, sincronização antecipada (AS), a diferença de fase não reflete a causalidade. Aqui, investigamos a coerência e a causalidade na banda de frequência alfa (aproximadamente 10 Hz) entre pares de eletrodos de eletroencefalograma (EEG) em humanos durante a realização de uma tarefa cognitiva chamada GO / NO-GO. Mostramos que os sinais de EEG em humanos podem exibir sincronização antecipada, caracterizada por uma influência unidirecional de um eletrodo A para um eletrodo B, em que o eletrodo B lidera o eletrodo A no tempo. Até onde sabemos, essa é a primeira verificação de AS em sinais de EEG e no cérebro humano. Mostramos ainda que regime usual de sincronização atrasada (DS) também está presente entre muitos pares. O DS é caracterizado por uma influência unidirecional de um eletrodo A para um eletrodo B e uma diferença de fase positiva entre A e B, o que indica que o eletrodo A lidera o eletrodo B no tempo. Além disso, mostramos que o sinal de EEG exibe diversidade nas relações de fase: os pares de eletrodos podem apresentar sincronização em fase, em anti-fase ou fora de fase com uma distribuição semelhante de diferenças de fase positivas e negativas.
Abstract: Understanding the functional connectivity of the brain has become a major goal of neuroscience. In many situations the relative phase difference, together with coherence patterns, have been employed to infer the direction of the information flow. However, it has been recently shown in local field potential data from monkeys the existence of a synchronized regime in which unidirectionally coupled areas can present both positive and negative phase differences. During the counterintuitive regime, called anticipated synchronization (AS), the phase difference does not reflect the causality. Here we investigate coherence and causality at the alpha frequency band (close to 10 Hz) between pairs of electroencephalogram (EEG) electrodes in humans during a GO/NO-GO task. We show that human EEG signals can exhibit anticipated synchronization, which is characterized by a unidirectional influence from an electrode A to an electrode B, but the electrode B leads the electrode A in time. To the best of our knowledge, this is the first verification of AS in EEG signals and in the human brain. The usual delayed synchronization (DS) regime is also present between many pairs. DS is characterized by a unidirectional influence from an electrode A to an electrode B and a positive phase difference between A and B which indicates that the electrode A leads the electrode B in time. Moreover, we show that EEG signals exhibit diversity in the phase relations: the pairs of electrodes can present in-phase, anti-phase, or out-of-phase synchronization with a similar distribution of positive and negative phase differences.
Palavras-chave: Sincronização (Timing)
Causalidade (Física)
Eletroencefalografia
Causalidade de Granger
Synchronization
Granger causality
Electroencephalogram
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Física
Citação: CARLOS, Francisco Leandro Pontes. Sincronização antecipada em dados de encefalograma: causalidade unidirecional e diferença de fase negativa entre eletrodos. 2021. 73 f. Dissertação (Mestrado em Física) – Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2020.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/7871
Data do documento: 12-ago-2020
Aparece nas coleções:Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IF



Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.