La Función De Transferencia Dirigida Como Herramienta De Análisis Direccional Del Flujo De Información Cortical Durante Tareas Mentales En Señales De Electroencefalografía

Universidad: Universidad Nacional de Tucumán


Facultad/Centro/Instituto: Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología – Departamento de Bioingeniería - Laboratorio de Medios e Interfaces


Título del Trabajo: LA FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA DIRIGIDA COMO HERRAMIENTA DE ANÁLISIS DIRECCIONAL DEL FLUJO DE INFORMACIÓN CORTICAL DURANTE TAREAS MENTALES EN SEÑALES DE ELECTROENCEFALOGRAFÍA.Autores: Marcos Antonio Coletti1, Facundo Adrián Lucianna2
1 – DNI 31036420 - Fecha de nacimiento 07/10/1984 - Estudiante de la carrera de Ingeniería Biomédica
2 – DNI 31505375 - Fecha de nacimiento 25/10/1985 - Estudiante de la carrera de Ingeniería Biomédica


Orientador: Fernando Daniel Farfán3
3 – Doctor en bioingeniería, Profesor del Departamento de BioingenieríaNúcleo Disciplinario/Comité Académico/Otros Temas: Biofísica (núcleos disciplinarios de la AUGM)




Correo electrónico del autor principal: coletti.marcos@gmail.com


Palabras Clave: Función de transferencia dirigida (função de transferência dirigida), Flujo de información cortical (Fluxo de informação cortical), procesamiento de señales biológicas (processamento de sinaisbiológicos).

RESUMEN:


Los estudios acerca de la propagación de las señales biológicas, y en particular el flujo direccional de la actividad eléctrica del cerebro, son cruciales para entender el procesamiento de la información en organismos. En este trabajo se implementó el método de la Función de Transferencia Dirigida (siglas en inglés, DTF) para estimar el flujo de información corticalusando señales de EEG. La robustez de la DTF fue estudiada usando señales de EEG simuladas. Luego, se implementó el método propuesto sobre múltiples registros de EEG obtenidos durante la realización de diferentes tareas mentales. Para el análisis de los registros, se aplicó una de las variantes de este método, denominado DTF integrada. El mismo permite la estimación direccional del flujo deinformación en determinados rangos de frecuencia. Los resultados obtenidos mostraron que a medida que aumenta el nivel de ruido, aumenta también la dispersión en el flujo de la información; sin embargo el foco de origen de la misma se mantiene inalterado.





















Introducción
Uno de los mayores desafíos en el estudio del cerebro, es entender el proceso de lainformación. Esta se encuentra codificada como actividad neuronal variante en el tiempo entre las diferentes estructuras cerebrales. En la actualidad son ampliamente utilizadas las técnicas de imagen de cerebro tales como la TC, MRI y PET para aplicaciones clínicas de diagnóstico e investigación. Estos estudios de imagenología han permitido conocer con gran precisión donde se procesa lainformación, pero no como.
La señal de electroencefalografía (EEG) está relacionada directamente a la actividad neuronal [1]. Es un registro de los procesos cerebrales dinámicos actuando en cortos periodos de tiempo; motivo por el cual la información sobre la propagación de la información cerebral y la relación entre sus distintas estructuras pueden ser encontradas por medio de éste. A partir de laaplicación de métodos apropiados de análisis de señales, es posible extraer patrones de transmisión que hacen referencia a los procesos de información que se suceden en el cerebro. Técnicas comúnmente empleadas para el estudio de estos patrones son las mediciones de correlación, coherencia o sincronización de fase en registros de EEG. Estas mediciones describen la intensidad de interacción entredistintas estructuras. Sin embargo, las mismas no reflejan el flujo direccional de propagación de la información. Esta limitación fue superada por técnicas de procesamiento espectral multivariada, propuesta por Kaminski y Blinowska (1991) [2], denominada función de transferencia dirigida (DTF).
La DTF tiene en cuenta simultáneamente todos los canales de registro y permite la estimación del flujo de...