Aplicações médicas das abordagens complexas não lineares: a geometria fractal do EEG

Pós-graduação em Saúde Coletiva - FMB

O EFEITO DO CONTROLE RESPIRATÓRIO EM VARIÁVEIS ELETROFISIOLÓGICAS DA ATENÇÃO

A prática do ioga tem se tornado cada vez mais popular, não apenas pelos benefícios físicos, mas principalmente pelo bem-estar psicológico trazido pela sua prática. Um dos componentes do ioga é o Prãnãyama, ou controle da respiração. A atenção e a respiração são dois mecanismos fisiológicos e involuntários requeridos para a execução do Prãnãyama. O principal objetivo desse estudo foi verificar se variáveis contínuas do EEG (potência de diferentes faixas que o compõem) seriam moduladas pelo controle respiratório, comparando-se separadamente as duas fases do ciclo respiratório (inspiração e expiração), na situação de respiração espontânea e controlada. Fizeram parte do estudo 19 sujeitos (7 homens/12 mulheres, idade média de 36,89 e DP = ± 14,46) que foram convidados a participar da pesquisa nas dependências da Faculdade de Saúde da Universidade Metodista de São Paulo. Para o registro do eletroencefalograma foi utilizado um sistema de posicionamento de cinco eletrodos Ag AgCl (FPz, Fz, Cz, Pz e Oz) fixados a uma touca de posicionamento rápido (Quick-Cap, Neuromedical Supplies®), em sistema 10-20. Foram obtidos valores de máxima amplitude de potência (espectro de potência no domínio da frequência) nas frequências teta, alfa e beta e delta e calculada a razão teta/beta nas diferentes fases do ciclo respiratório (inspiração e expiração), separadamente, nas condições de respiração espontânea e de controle respiratório. Para o registro do ciclo respiratório, foi utilizada uma cinta de esforço respiratório M01 (Pletismógrafo). Os resultados mostram diferenças significativas entre as condições de respiração espontânea e de controle com valores das médias da razão teta/beta menores na respiração controlada do que na respiração espontânea e valores de média da potência alfa sempre maiores no controle respiratório. Diferenças significativas foram encontradas na comparação entre inspiração e expiração da respiração controlada com diminuição dos valores das médias da razão teta/beta na inspiração e aumento nos valores das médias da potência alfa, sobretudo na expiração. Os achados deste estudo trazem evidências de que o controle respiratório modula variáveis eletrofisiológicas relativas à atenção refletindo um estado de alerta, porém mais relaxado do que na situação de respiração espontânea.

CORRELATOS ELETROFISIOLÓGICOS DE MODIFICAÇÕES DA ATENÇÃO EM LONGO PRAZO

A atenção talvez seja um dos constructos teóricos mais antigos da psicologia. A meditação, por sua vez, tem sido vista no ocidente como um conjunto de técnicas que objetivam o treino da focalização da atenção. Esta pesquisa teve como principal objetivo verificar os correlatos eletrofisiológicos das modificações da atenção em longo prazo em meditadores regulares. Utilizamos as modernas técnicas de eletroencefalografia de alta resolução aplicadas aos potenciais lentos, espectros de potência, potências relacionadas aos eventos. Para obtenção dos registros encefalográficos nós utilizamos uma montagem de 128 canais, em 31 sujeitos (17 meditadores). A meditação estudada compreendeu uma prática zen budista da escola Soto que pertence ao grupo das meditações da atenção plena . A motivação deste estudo foi verificar se a potência na faixa beta se apresentaria aumentada nos meditadores. No entanto, ao contrário do que esperávamos, nenhuma alteração significativa foi encontrada na frequência beta. Em contrapartida, o principal achado do estudo foram correlações entre a frequência da prática semanal da meditação e: o aumento da potência teta induzida relativa, aumento da razão entre potências induzidas (razão teta/beta), e o aumento da razão entre potências induzidas relativas (razão teta/beta) durante nossa tarefa que caracterizou uma meditação adaptada . Verificamos ainda que a prática meditativa apresentou correlação com a diminuição da frequência de pico da faixa alfa durante a tarefa de atenção focada. Discutimos essa diminuição da frequência de pico alfa com respeito a hipóteses de eficiência cerebral. Já o aumento da potência teta induzida relativa, da razão teta/beta das potências induzidas, tomando seus valores absolutos e relativos, bem como o aumento da entre potências induzidas, tomando seus valores relativos, durante a tarefa de observação passiva, sugere que o estado meditativo da atenção plena está muito mais relacionado à permissividade de distrações por parte dos meditadores, com uma diminuição deliberada da atenção.

O EFEITO DO CONTROLE RESPIRATÓRIO EM VARIÁVEIS ELETROFISIOLÓGICAS DA ATENÇÃO

A prática do ioga tem se tornado cada vez mais popular, não apenas pelos benefícios físicos, mas principalmente pelo bem-estar psicológico trazido pela sua prática. Um dos componentes do ioga é o Prãnãyama, ou controle da respiração. A atenção e a respiração são dois mecanismos fisiológicos e involuntários requeridos para a execução do Prãnãyama. O principal objetivo desse estudo foi verificar se variáveis contínuas do EEG (potência de diferentes faixas que o compõem) seriam moduladas pelo controle respiratório, comparando-se separadamente as duas fases do ciclo respiratório (inspiração e expiração), na situação de respiração espontânea e controlada. Fizeram parte do estudo 19 sujeitos (7 homens/12 mulheres, idade média de 36,89 e DP = ± 14,46) que foram convidados a participar da pesquisa nas dependências da Faculdade de Saúde da Universidade Metodista de São Paulo. Para o registro do eletroencefalograma foi utilizado um sistema de posicionamento de cinco eletrodos Ag AgCl (FPz, Fz, Cz, Pz e Oz) fixados a uma touca de posicionamento rápido (Quick-Cap, Neuromedical Supplies®), em sistema 10-20. Foram obtidos valores de máxima amplitude de potência (espectro de potência no domínio da frequência) nas frequências teta, alfa e beta e delta e calculada a razão teta/beta nas diferentes fases do ciclo respiratório (inspiração e expiração), separadamente, nas condições de respiração espontânea e de controle respiratório. Para o registro do ciclo respiratório, foi utilizada uma cinta de esforço respiratório M01 (Pletismógrafo). Os resultados mostram diferenças significativas entre as condições de respiração espontânea e de controle com valores das médias da razão teta/beta menores na respiração controlada do que na respiração espontânea e valores de média da potência alfa sempre maiores no controle respiratório. Diferenças significativas foram encontradas na comparação entre inspiração e expiração da respiração controlada com diminuição dos valores das médias da razão teta/beta na inspiração e aumento nos valores das médias da potência alfa, sobretudo na expiração. Os achados deste estudo trazem evidências de que o controle respiratório modula variáveis eletrofisiológicas relativas à atenção refletindo um estado de alerta, porém mais relaxado do que na situação de respiração espontânea.

Atividade eletroencefalográfica de pacientes com acidente vascular cerebral na aprendizagem motora de um jogo baseado em realidade virtual

Stroke is the leading cause of long-term disability among adults and motor relearning is essential in motor sequelae recovery. Therefore, various techniques have been proposed to achieve this end, among them Virtual Reality. The aim of the study was to evaluate electroencephalographic activity of stroke patients in motor learning of a virtual reality-based game. The study included 10 patients with chronic stroke, right-hande; 5 with left brain injury (LP), mean age 48.8 years (± 4.76) and 5 with injury to the right (RP), mean age 52 years (± 10.93). Participants were evaluated for electroencephalographic (EEG) activity and performance while performing 15 repetitions of darts game in XBOX Kinect and also through the NIHSS, MMSE, Fugl-Meyer and the modified Ashworth scale. Patients underwent a trainning with 45 repetitions of virtual darts game, 12 sessions in four weeks. After training, patients underwent reassessment of EEG activity and performance in virtual game of darts (retention). Data were analyzed using ANOVA for repeated measures. According to the results, there were differences between the groups (PD and PE) in frequencies Low Alpha (p = 0.0001), High Alpha (p = 0.0001) and Beta (p = 0.0001). There was an increase in alpha activation powers and a decrease in beta in the phase retention of RP group. In LP group was observed increased alpha activation potency, but without decrease in beta activation. Considering the asymmetry score, RP group increased brain activation in the left hemisphere with the practice in the frontal areas, however, LP group had increased activation of the right hemisphere in fronto-central areas, temporal and parietal. As for performance, it was observed a decrease in absolute error in the game for RP group between assessment and retention (p = 0.015), but this difference was not observed for LP group (p = 0.135). It follows then that the right brain injury patients benefited more from darts game training in the virtual environment with respect to the motor learning process, reducing neural effort in ipsilesionais areas and errors with the practice of the task. In contrast, patients with lesions in left hemisphere decrease neural effort in contralesionais areas important for motor learning and showed no performance improvements with practice of 12 sessions of virtual dart game. Thus, the RV can be used in rehabilitation of stroke patients upper limb, but the laterality of the injury should be considered in programming the motor learning protocol.

Classificador máquina de suporte vetorial com análise de Fourier aplicada em dados de EEG e EMG

The classifier support vector machine is used in several problems in various areas of knowledge. Basically the method used in this classier is to end the hyperplane that maximizes the distance between the groups, to increase the generalization of the classifier. In this work, we treated some problems of binary classification of data obtained by electroencephalography (EEG) and electromyography (EMG) using Support Vector Machine with some complementary techniques, such as: Principal Component Analysis to identify the active regions of the brain, the periodogram method which is obtained by Fourier analysis to help discriminate between groups and Simple Moving Average to eliminate some of the existing noise in the data. It was developed two functions in the software R, for the realization of training tasks and classification. Also, it was proposed two weights systems and a summarized measure to help on deciding in classification of groups. The application of these techniques, weights and the summarized measure in the classier, showed quite satisfactory results, where the best results were an average rate of 95.31% to visual stimuli data, 100% of correct classification for epilepsy data and rates of 91.22% and 96.89% to object motion data for two subjects.

Implementação de classificador de tarefas mentais baseado em EEG

BARBOSA, André F. ; SOUZA, Bryan C. ; PEREIRA JUNIOR, Antônio ; MEDEIROS, Adelardo A. D.de, . Implementação de Classificador de Tarefas Mentais Baseado em EEG. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE REDES NEURAIS, 9., 2009, Ouro Preto, MG. Anais... Ouro Preto, MG, 2009

Implementação de classificador de tarefas mentais baseado em EEG

BARBOSA, André F. ; SOUZA, Bryan C. ; PEREIRA JUNIOR, Antônio ; MEDEIROS, Adelardo A. D.de, . Implementação de Classificador de Tarefas Mentais Baseado em EEG. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE REDES NEURAIS, 9., 2009, Ouro Preto, MG. Anais... Ouro Preto, MG, 2009