" Nonlinear Signal Processing of Electroencephalogram .' Application in the Study of Neurodynamics. "

Interfacings of various subjects generate new field ofstudy and research that help in advancing human knowledge. One of the latest of such fields is Neurotechnology, which is an effective amalgamation of neuroscience, physics, biomedical engineering and computational methods. Neurotechnology provides a platform to interact physicist; neurologist and engineers to break methodology and terminology related barriers. Advancements in Computational capability, wider scope of applications in nonlinear dynamics and chaos in complex systems enhanced study of neurodynamics. However there is a need for an effective dialogue among physicists, neurologists and engineers. Application of computer based technology in the field of medicine through signal and image processing, creation of clinical databases for helping clinicians etc are widely acknowledged. Such synergic effects between widely separated disciplines may help in enhancing the effectiveness of existing diagnostic methods. One of the recent methods in this direction is analysis of electroencephalogram with the help of methods in nonlinear dynamics. This thesis is an effort to understand the functional aspects of human brain by studying electroencephalogram. The algorithms and other related methods developed in the present work can be interfaced with a digital EEG machine to unfold the information hidden in the signal. Ultimately this can be used as a diagnostic tool.

Empathie in der Psychotherapie aus neuer Perspektive

Die traditionellen Empathiekonzepte (z. B. Rogers, Kohut), die in der Psychotherapie bis heute maßgebend sind, werden einer gründlichen Überprüfung unterzogen. Dabei ergeben sich drei wesentliche Kritikpunkte: (1) Empathische Vorgänge in der Psychotherapie werden als einseitige Prozesse verstanden; der Therapeut fühlt sich in die Klientin ein, nicht auch umgekehrt. (2) Empathie wird in Cartesianischer Tradition schwerpunktmäßig als kognitive Leistung gesehen; ein körperloser Geist vergegenwärtigt sich die mentalen Inhalte eines anderen. (3) Das traditionelle Empathieverständnis ist individualistisch: Therapeutin und Klient halten sich demnach scheinbar im luftleeren Raum auf. Es sieht so aus, als existiere kein Kontext, der sie umgibt. So einseitig, wie ihre Beziehung gedacht wird, so abgetrennt, wie ihr Körper von ihrem Geist zu sein scheint, so unverbunden sind sie scheinbar mit dem Rest der Welt. Aus diesen drei Kritikpunkten folgt die Notwendigkeit, den Empathiebegriff der Psychotherapie zu erweitern, d. h. (a) Empathie als gegenseitigen Prozess der Beteiligten zu begreifen, (b) ihre tiefe Verwurzelung in der Leiblichkeit des Menschen zu berücksichtigen und (c) ihre Einbettung in die Dynamiken einer gemeinsamen Situation im Rahmen eines kulturellen Kontextes einzubeziehen. Mit Rückgriff auf neuere Untersuchungsergebnisse aus der Entwicklungspsychologie (z. B. Emde, Hobson, Meltzoff, Stern, Trevarthen), der Sozial- und Emotionspsychologie (z. B. Chartrand, Ekman, Goleman, Hatfield, Holodynski), der sozialen Neurowissenschaften (z. B. Damasio, Gallese, Iacoboni, LeDoux, Rizzolatti), aber auch mit Hilfe der Erkenntnisse aus der klassischen (Husserl, Merleau- Ponty, Edith Stein) und der Neuen Phänomenologie (Schmitz) sowie aus symbolischem Interaktionismus (Mead) und aus der kulturhistorischen Schule (Vygotskij) werden diese drei bislang wenig beleuchteten Dimensionen der Empathie betrachtet. ad a) Die Gegenseitigkeit empathischer Vorgänge in der Psychotherapie wird anhand des entwicklungspsychologischen Konzepts des social referencing erläutert und untersucht: Kleinkinder, die in eine unbekannte bzw. unsichere Situation geraten (z. B. im Experiment mit der "visuellen Klippe"), orientieren sich an den nonverbalen Signalen ihrer Bezugspersonen, um diese Situation zu bewältigen. Dabei erfasst die Mutter die Situation des Kindes, versucht ihm ihre Stellungnahme zu seiner Situation zu übermitteln, und das Kind begreift die Reaktion der Mutter als Stellungnahme zu seiner Situation. ad b) Die Körperlichkeit bzw. Leiblichkeit der Einfühlung manifestiert sich in vielfältigen Formen, wie sie von der Psychologie, der Phänomenologie und den Neurowissenschaften erforscht werden. Das kulturübergreifende Erkennen des Gesichtsausdrucks von Basisemotionen ist hier ebenso zu nennen wie die Verhaltensweisen des motor mimicry, bei dem Menschen Körperhaltungen und – bewegungen ihrer Bezugspersonen unwillkürlich imitieren; des Weiteren das unmittelbare Verstehen von Gesten sowie die Phänomene der „Einleibung“, bei denen die körperliche Situation des Anderen (z. B. eines stürzenden Radfahrers, den man beobachtet) am eigenen Leib mitgefühlt wird; und außerdem die Entdeckung der „Spiegelneurone“ und anderer neuronaler Strukturen, durch die Wahrgenommenes direkt in analoge motorische Aktivität übersetzt wird. ad c) Intersubjektivitätstheoretische Überlegungen, Konzepte wie „dyadisch erweiterter Bewusstseinszustand“ (Tronick) und „gemeinsame Situation“ (Gurwitsch, Schmitz) verweisen auf die Bedeutung überindividueller, ‚emergenter’ Dimensionen, die für die Verständigung zwischen Menschen wichtig sind. Sie folgen gestaltpsychologischen Prinzipien („Das Ganze ist mehr und anders als die Summe seiner Teile.“), die mit Hilfe von Gadamers Begriff des „Spiels“ analysiert werden. Am Ende der Arbeit stehen die Definition eines neuen Empathiebegriffs, wie er sich aus den vorangegangenen Überlegungen ergibt, sowie eine These über die psychotherapeutische Wirkweise menschlicher Einfühlung, die durch weitere Forschungen zu überprüfen wäre.

A Note on Object Class Representation and Categorical Perception

We present a novel scheme ("Categorical Basis Functions", CBF) for object class representation in the brain and contrast it to the "Chorus of Prototypes" scheme recently proposed by Edelman. The power and flexibility of CBF is demonstrated in two examples. CBF is then applied to investigate the phenomenon of Categorical Perception, in particular the finding by Bulthoff et al. (1998) of categorization of faces by gender without corresponding Categorical Perception. Here, CBF makes predictions that can be tested in a psychophysical experiment. Finally, experiments are suggested to further test CBF.

Vector-Based Integration of Local and Long-Range Information in Visual Cortex

Integration of inputs by cortical neurons provides the basis for the complex information processing performed in the cerebral cortex. Here, we propose a new analytic framework for understanding integration within cortical neuronal receptive fields. Based on the synaptic organization of cortex, we argue that neuronal integration is a systems--level process better studied in terms of local cortical circuitry than at the level of single neurons, and we present a method for constructing self-contained modules which capture (nonlinear) local circuit interactions. In this framework, receptive field elements naturally have dual (rather than the traditional unitary influence since they drive both excitatory and inhibitory cortical neurons. This vector-based analysis, in contrast to scalarsapproaches, greatly simplifies integration by permitting linear summation of inputs from both "classical" and "extraclassical" receptive field regions. We illustrate this by explaining two complex visual cortical phenomena, which are incompatible with scalar notions of neuronal integration.

Computational Models of Object Recognition in Cortex: A Review

Understanding how biological visual systems perform object recognition is one of the ultimate goals in computational neuroscience. Among the biological models of recognition the main distinctions are between feedforward and feedback and between object-centered and view-centered. From a computational viewpoint the different recognition tasks - for instance categorization and identification - are very similar, representing different trade-offs between specificity and invariance. Thus the different tasks do not strictly require different classes of models. The focus of the review is on feedforward, view-based models that are supported by psychophysical and physiological data.

Generalization over contrast and mirror reversal, but not figure-ground reversal, in an "edge-based

Baylis & Driver (Nature Neuroscience, 2001) have recently presented data on the response of neurons in macaque inferotemporal cortex (IT) to various stimulus transformations. They report that neurons can generalize over contrast and mirror reversal, but not over figure-ground reversal. This finding is taken to demonstrate that ``the selectivity of IT neurons is not determined simply by the distinctive contours in a display, contrary to simple edge-based models of shape recognition'', citing our recently presented model of object recognition in cortex (Riesenhuber & Poggio, Nature Neuroscience, 1999). In this memo, I show that the main effects of the experiment can be obtained by performing the appropriate simulations in our simple feedforward model. This suggests for IT cell tuning that the possible contributions of explicit edge assignment processes postulated in (Baylis & Driver, 2001) might be smaller than expected.

Stimulus Simplification and Object Representation: A Modeling Study

Tsunoda et al. (2001) recently studied the nature of object representation in monkey inferotemporal cortex using a combination of optical imaging and extracellular recordings. In particular, they examined IT neuron responses to complex natural objects and "simplified" versions thereof. In that study, in 42% of the cases, optical imaging revealed a decrease in the number of activation patches in IT as stimuli were "simplified". However, in 58% of the cases, "simplification" of the stimuli actually led to the appearance of additional activation patches in IT. Based on these results, the authors propose a scheme in which an object is represented by combinations of active and inactive columns coding for individual features. We examine the patterns of activation caused by the same stimuli as used by Tsunoda et al. in our model of object recognition in cortex (Riesenhuber 99). We find that object-tuned units can show a pattern of appearance and disappearance of features identical to the experiment. Thus, the data of Tsunoda et al. appear to be in quantitative agreement with a simple object-based representation in which an object's identity is coded by its similarities to reference objects. Moreover, the agreement of simulations and experiment suggests that the simplification procedure used by Tsunoda (2001) is not necessarily an accurate method to determine neuronal tuning.

Categorization in IT and PFC: Model and Experiments

In a recent experiment, Freedman et al. recorded from inferotemporal (IT) and prefrontal cortices (PFC) of monkeys performing a "cat/dog" categorization task (Freedman 2001 and Freedman, Riesenhuber, Poggio, Miller 2001). In this paper we analyze the tuning properties of view-tuned units in our HMAX model of object recognition in cortex (Riesenhuber 1999) using the same paradigm and stimuli as in the experiment. We then compare the simulation results to the monkey inferotemporal neuron population data. We find that view-tuned model IT units that were trained without any explicit category information can show category-related tuning as observed in the experiment. This suggests that the tuning properties of experimental IT neurons might primarily be shaped by bottom-up stimulus-space statistics, with little influence of top-down task-specific information. The population of experimental PFC neurons, on the other hand, shows tuning properties that cannot be explained just by stimulus tuning. These analyses are compatible with a model of object recognition in cortex (Riesenhuber 2000) in which a population of shape-tuned neurons provides a general basis for neurons tuned to different recognition tasks.

Dissociated Dipoles: Image representation via non-local comparisons

A fundamental question in visual neuroscience is how to represent image structure. The most common representational schemes rely on differential operators that compare adjacent image regions. While well-suited to encoding local relationships, such operators have significant drawbacks. Specifically, each filter's span is confounded with the size of its sub-fields, making it difficult to compare small regions across large distances. We find that such long-distance comparisons are more tolerant to common image transformations than purely local ones, suggesting they may provide a useful vocabulary for image encoding. . We introduce the "Dissociated Dipole," or "Sticks" operator, for encoding non-local image relationships. This operator de-couples filter span from sub-field size, enabling parametric movement between edge and region-based representation modes. We report on the perceptual plausibility of the operator, and the computational advantages of non-local encoding. Our results suggest that non-local encoding may be an effective scheme for representing image structure.

Face processing in humans is compatible with a simple shape-based model of vision

Understanding how the human visual system recognizes objects is one of the key challenges in neuroscience. Inspired by a large body of physiological evidence (Felleman and Van Essen, 1991; Hubel and Wiesel, 1962; Livingstone and Hubel, 1988; Tso et al., 2001; Zeki, 1993), a general class of recognition models has emerged which is based on a hierarchical organization of visual processing, with succeeding stages being sensitive to image features of increasing complexity (Hummel and Biederman, 1992; Riesenhuber and Poggio, 1999; Selfridge, 1959). However, these models appear to be incompatible with some well-known psychophysical results. Prominent among these are experiments investigating recognition impairments caused by vertical inversion of images, especially those of faces. It has been reported that faces that differ "featurally" are much easier to distinguish when inverted than those that differ "configurally" (Freire et al., 2000; Le Grand et al., 2001; Mondloch et al., 2002) ??finding that is difficult to reconcile with the aforementioned models. Here we show that after controlling for subjects' expectations, there is no difference between "featurally" and "configurally" transformed faces in terms of inversion effect. This result reinforces the plausibility of simple hierarchical models of object representation and recognition in cortex.

El neuromarketing : la llave de la caja de pandora

Actualmente el Marketing a desarrollado conjuntamente con las neurociencia una técnica llamada Neuromarketing, la cual explora el cerebro humano para resolver interrogantes que lleven a las organizaciones a conocer más a profundidad al ser humano, sus gustos, deseos, necesidades y motivadores de compra. Esto implica cuestionarnos sobre los valores éticos y morales que se deben aplicar en la utilización de este tipo de tecnologías, las cuales descubren los secretos más preciados del ser humano y lo hacen vulnerable frente a una sociedad que muchas veces actúa “sin cuartel” en busca de beneficios económicos y materiales, olvidado la integridad, la libertad y el respeto por la figura humana. En esta tesis se recorrerá brevemente tanto el Marketing Moderno como la aplicación del neuromarketing y el alcance que hoy tiene este para poder cuestionar y proponer soluciones frente a la ética y la moral que deben limitar y guiar el buen uso de esta maravillosa herramienta para el Marketing.

Es la teoría microeconómica tradicional acertada a la hora de entender y/o explicar el comportamiento del consumidor y, por ende del mercado, a comparación del neuromarketing

A medida que pasa el tiempo; la ciencia, el desarrollo tecnológico y la constante búsqueda de encontrar nuevas verdades, más fehacientes y que logren responder más asertivamente los diferentes cuestionamientos de la humanidad, han logrado redefinir las teorías y los axiomas que, en su momento, se tomaron como el dogma a seguir en diferentes disciplinas y cuestionamientos de la sociedad y la industria. La concepción tradicional que se tiene de la mente y el comportamiento del consumidor tenía vacios importantes en términos de aplicabilidad y generalización de sus teorías, pues pensar que la humanidad desarrolla sus decisiones de compra bajo análisis netamente racionales y apegados a estructuras temporales para manejar su dinero es un supuesto que no se emplea de manera general y concienzuda por el común. Antes que agentes 100% racionales, con un completo flujo de información y en un mercado perfecto bajo todos los preceptos económicos, somos personas de sentimientos y sentidos. Reaccionamos ante situaciones, estados de ánimo y estímulos, donde es nuestro cerebro quien recibe todo el contexto cognitivo que nos brinda el entorno y entonces actúa (y compra) de diferentes maneras. Es allí donde el Neuromarketing nace como un claro ejemplo de esa búsqueda por una nueva verdad. Una donde entender al consumidor no deje de lado su faceta más real; sus reacciones, pues son estas las que realmente definen qué le gusta o no y qué despierta en él un impulso lo suficientemente importante como para incidir en su decisión de compra. Es por ello que el Neuromarketing se ha adentrado a estudiar lo más profundo y verídico del consumidor, su cerebro. Alejándose de las técnicas tradicionales de investigación de mercados, donde el consumidor puede desvirtuar la información que percibe de un producto o una campaña publicitaría por diferentes razones sociales y psicológicas. El Neuromarketing se ha adentrado al estudio del consumidor y su cerebro mediante técnicas biométricas, en las cuales expone al consumidor al marketing y analiza sus reacciones cerebrales en términos de interés, adrenalina, memoria activa y sentimientos, apoyado por técnicas como el ¨eye tracking¨, donde las interacciones visuales del consumidor permiten identificar los puntos calientes y de interés en determinada pieza publicitaria. Pero el estudio, entendido por algunos como ¨invasivo¨ frente a las libertades en términos de privacidad y libertad de elección del consumidor deben ser responsablemente dirigidos y puestos bajo un contexto científico, donde el único fin sea el de generar nuevas hipótesis y teorías que permitan tener un mejor conocimiento del comportamiento del consumidor sin traspasar los límites del control del mismo. El Neuromarketing debate su existencia misma entre la creación de nuevas metodologías de acercamiento al pensamiento del consumidor, la efectividad de sus conocimiento dados a la industria y el yugo social que acarrea esta ciencia debido a la potencial coerción a los consumidores debido a sus hallazgos.

Neuromarketing : una forma de romper los paradigmas del marketing convencional

Actualmente las empresas se enfrentan a un entorno cambiante donde la competencia es cada vez mayor y el gran desafío es lograr la fidelización de los clientes, debido a esto, es necesario buscar métodos que permitan conocer más a fondo sus necesidades, gustos y percepciones. Este trabajo de investigación le permitirá al lector conocer acerca del surgimiento, desarrollo y aplicación del Neuromarketing, como respuesta a las necesidades competitivas de las empresas en un mercado globalizado. En este mismo sentido, el lector podrá comprender: los factores determinantes al momento de comprar, las técnicas que emplea el Neuromarketing para conocer y entender a los clientes, así como los experimentos y los casos reales en los cuales se han utilizado estas técnicas para fidelizar a los compradores con un determinado producto o marca.

Alteración de la atención y concentración en estudiantes de medicina que realizan turnos de noche

El sueño, es indispensable para la recuperación, física, mental y de procesos como la consolidación de memoria, atención y lenguaje. La privación de sueño (PS) incide en la atención y concentración. La PS es inherente a la formación médica, pero no es claro el papel de los turnos nocturnos en estudiantes, porque no cumplen con un objetivo académico, pero hay relación con disminución de la salud, productividad, accidentes, y alteraciones en diversas actividades. Está descrito el impacto de la PS sobre la capacidad de aprendizaje y aspectos como el ánimo y las relaciones interpersonales. MÉTODOS: Se realizó un estudio analítico observacional de cohorte longitudinal, con tres etapas de medición a 180 estudiantes de Medicina de la Universidad del Rosario, que evaluó atención selectiva y concentración mediante la aplicación de la prueba d2, validada internacionalmente para tal fin. RESULTADOS: Se estudiaron 180 estudiantes, 115 mujeres, 65 hombres, entre los 18 y 26 años (promedio 21). Al inicio del estudio dormían en promedio 7,9 horas, cifra que se redujo a 5,8 y 6,3 en la segunda y tercera etapa respectivamente. El promedio de horas de sueño nocturno, disminuyó en el segundo y tercer momento (p<0,001); Además se encontró mediante la aplicación de la prueba d2, que hubo correlación significativa directa débil, entre el promedio de horas de sueño, y el promedio del desempeño en la prueba (r=0.168, p=0.029) CONCLUSIONES: La PS, con períodos de sueño menores a 7,2 horas, impactan de manera importante la atención selectiva, la concentración

La influencia de factores educativos y familiares sobre el aprendizaje de una segunda lengua, y los efectos sobre la inteligencia y cognición

Actualmente, la investigación científica acerca de la influencia de los factores educativos y familiares en el aprendizaje de una segunda lengua (L2) es limitada. En comparación, los efectos que tiene la L2 en la inteligencia y cognición han sido más estudiados. Por esta razón, el artículo presenta una revisión de la literatura empírica existente que relaciona lo mencionado anteriormente, ampliando así la temática del bilingüismo. Se buscaron artículos en cuatro bases de datos (PSICODOC, ISI Web of knowledge y SCOPUS), usando palabras claves específicas, en el periodo de 1990 hasta el 2012. De 79 artículos encontrados, 34 cumplieron con los criterios de inclusión para la revisión. Asimismo, se tuvieron en cuenta dos libros, de los cuales se revisó un capítulo por cada uno según los mismos criterios. En conjunto, los resultados arrojaron importantes datos teóricos y de investigación que relacionan el éxito en el aprendizaje de una L2 con la inteligencia y cognición, según la influencia de los factores educativos y familiares. En conclusión, se identificaron más factores educativos que familiares; lo cual a concepto de la autora evidencia la limitada investigación que se ha hecho sobre los factores familiares en el bilingüismo actualmente.