Estudo do controlo motor via Sincronias entre sinais de EEG e de EMG / Motor control study through sincrony between EEG and EMG signals

Um dos maiores desafios da neurofisiologia é o de compreender a forma como a informação é transmitida através do sistema nervoso. O estudo do sistema nervoso tem várias aplicações, tanto na neurologia, permitindo avanços ao nível clínico, como noutras áreas, e.g., nos sistemas de processamento de informação baseados em redes neuronais. A transmissão de informação entre neurónios é feita por via de sinais elétricos. A compreensão deste fenómeno é ainda incompleta e há projectos a nível europeu e mundial com o objetivo de modular o sistema nervoso no seu todo de forma a melhor o compreender. Uma das teses que se desenvolve hoje em dia é a de que a transmissão de sinais elétricos no sistema nervoso é influenciada por fenómenos de sincronia. O objetivo desta dissertação é o de otimizar um protocolo de aquisição e análise de dados reais de eletroencefalograma e eletromiograma com o propósito de observar fenómenos de sincronia, baseando-se num algoritmo (análise por referência de fase, ou RPA, do inglês reference phase analysis) que deteta sincronias de fase entre os sinais de eletroencefalograma (EEG) e um sinal de referência, que é, no caso presente, o eletromiograma (EMG). A otimização deste protocolo e sua validação indicaram a existência de fenómenos significativos de sincronia no sinal elétrico, transmitido entre os músculos da mão e o córtex motor, no decorrer da ação motora.

Electrohysterogram signal component cataloging with spectral and time-frequency methods

The Electrohysterogram (EHG) is a new instrument for pregnancy monitoring. It measures the uterine muscle electrical signal, which is closely related with uterine contractions. The EHG is described as a viable alternative and a more precise instrument than the currently most widely used method for the description of uterine contractions: the external tocogram. The EHG has also been indicated as a promising tool in the assessment of preterm delivery risk. This work intends to contribute towards the EHG characterization through the inventory of its components which are: • Contractions; • Labor contractions; • Alvarez waves; • Fetal movements; • Long Duration Low Frequency Waves; The instruments used for cataloging were: Spectral Analysis, parametric and non-parametric, energy estimators, time-frequency methods and the tocogram annotated by expert physicians. The EHG and respective tocograms were obtained from the Icelandic 16-electrode Electrohysterogram Database. 288 components were classified. There is not a component database of this type available for consultation. The spectral analysis module and power estimation was added to Uterine Explorer, an EHG analysis software developed in FCT-UNL. The importance of this component database is related to the need to improve the understanding of the EHG which is a relatively complex signal, as well as contributing towards the detection of preterm birth. Preterm birth accounts for 10% of all births and is one of the most relevant obstetric conditions. Despite the technological and scientific advances in perinatal medicine, in developed countries, prematurity is the major cause of neonatal death. Although various risk factors such as previous preterm births, infection, uterine malformations, multiple gestation and short uterine cervix in second trimester, have been associated with this condition, its etiology remains unknown [1][2][3].