Determinación de raza y sexo de mayor presentación en caninos epilépticos idiopáticos diagnosticados mediante electroencefalografía

Tesis (Médico Veterinario). -- Universidad de La Salle. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Programa de Medicina Veterinaria, 2013

Differential cognitive impairment for diverse forms of multiple sclerosis.

BACKGROUND Cognitive impairment is a common feature in multiple sclerosis (MS) patients and occurs in 60% of all cases. Unfortunately, neurological examination does not always agree with the neuropsychological evaluation in determining the cognitive profile of the patient. On the other hand, psychophysiological techniques such as event-related potentials (ERPs) can help in evaluating cognitive impairment in different pathologies. Behavioural responses and EEG signals were recorded during the experiment in three experimental groups: 1) a relapsing-remitting group (RRMS), 2) a benign multiple sclerosis group (BMS) and 3) a Control group. The paradigm employed was a spatial attention task with central cues (Posner experiment). The main aim was to observe the differences in the performance (behavioural variables) and in the latency and amplitude of the ERP components among these groups. RESULTS Our data indicate that both MS groups showed poorer task performance (longer reaction times and lower percentage of correct responses), a latency delay for the N1 and P300 component, and a different amplitude for the frontal N1. Moreover, the deficit in the BMS group, indexed by behavioural and pyschophysiological variables, was more pronounced compared to the RRMS group. CONCLUSION The present results suggest a cognitive impairment in the information processing in all of these patients. Comparing both pathological groups, cognitive impairment was more accentuated in the BMS group compared to the RMSS group. This suggests a silent deterioration of cognitive skills for the BMS that is not usually treated with pharmacological or neuropsychological therapy.

Retest reliability of individual p3 topography assessed by high density electroencephalography.

BACKGROUND Some controversy remains about the potential applicability of cognitive potentials for evaluating the cerebral activity associated with cognitive capacity. A fundamental requirement is that these neurophysiological parameters show a high level of stability over time. Previous studies have shown that the reliability of diverse parameters of the P3 component (latency and amplitude) ranges between moderate and high. However, few studies have paid attention to the retest reliability of the P3 topography in groups or individuals. Considering that changes in P3 topography have been related to different pathologies and healthy aging, the main objective of this article was to evaluate in a longitudinal study (two sessions) the reliability of P3 topography in a group and at the individual level. RESULTS The correlation between sessions for P3 topography in the grand average of groups was high (r = 0.977, p<0.001). The within-subject correlation values ranged from 0.626 to 0.981 (mean: 0.888). In the between-subjects topography comparisons, the correlation was always lower for comparisons between different subjects than for within-subjects correlations in the first session but not in the second session. CONCLUSIONS The present study shows that P3 topography is highly reliable for group analysis (comprising the same subjects) in different sessions. The results also confirmed that retest reliability for individual P3 maps is suitable for follow-up studies for a particular subject. Moreover, P3 topography appears to be a specific marker considering that the between-subjects correlations were lower than the within-subject correlations. However, P3 topography appears more similar between subjects in the second session, demonstrating that is modulated by experience. Possible clinical applications of all these results are discussed.

Sincronización del electroencefalograma en respuesta a estímulos visuales coloreados

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Fisiología Medica) UANL

Actividad eléctrica cerebral durante la ligadura permanente de las principales arterias que irrigan el encéfalo del perro

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Fisiología Médica) UANL

Efectividad del tratamiento con neurofeedback en trastornos del estado del ánimo, ansiedad y fibromialgia: una revisión de literatura

El neurofeedback es una técnica no invasiva en la que se pretende corregir, mediante condicionamiento operante, ondas cerebrales que se encuentren alteradas en el electroencefalograma. Desde 1967, se han conducido numerosas investigaciones relacionadas con los efectos de la técnica en el tratamiento de alteraciones psicológicas. Sin embargo, a la fecha no existen revisiones sistemáticas que reúnan los temas que serán aquí tratados. El aporte de este trabajo es la revisión de 56 artículos, publicados entre los años 1995 y 2013 y la evaluación metodológica de 29 estudios incluidos en la revisión. La búsqueda fue acotada a la efectividad del neurofeedback en el tratamiento de depresión, ansiedad, trastorno obsesivo compulsivo (TOC), ira y fibromialgia. Los hallazgos demuestran que el neurofeedback ha tenido resultados positivos en el tratamiento de estos trastornos, sin embargo, es una técnica que aún está en desarrollo, con unas bases teóricas no muy bien establecidas y cuyos resultados necesitan de diseños metodológicamente más sólidos que ratifiquen su validez.

¿Tenemos libre albedrío? Objeciones empíricas y filosóficas a Benjamin Libet.

Benjamin Libet ha argumentado que cambios específicos en la actividad electroencefalográfica del córtex cerebral son registrados varios cientos de milisegundos antes que las personas tengan la intención consciente para actuar. Según Libet este hallazgo prueba que los movimientos voluntarios se inician de manera inconsciente. Siendo así, pone en duda nuestra percepción de libre albedrío según la cual nosotros somos iniciadores conscientes de nuestras acciones voluntarias. En este artículo haré objeciones empíricas a su modelo experimental argumentando que Libet no mide en realidad lo que él cree que está midiendo y, que el uso de electroencefalografía con electrodo de registro en cuero cabelludo no suministra datos fiables que permitan correlacionar cambios de la actividad cerebral y fenómenos psíquicos. También haré objeciones teóricas a las conclusiones filosóficas derivadas de sus experimentos, argumentado que la acción simple (mover el dedo) no puede ser una acción paradigmática para estudiar libre albedrío y que Libet al no estudiar la naturaleza de las intenciones distales ni su probable rol causal en la formación de intenciones proximales, no puede demostrar que el cerebro decide inconscientemente iniciar la acción. Concluyo que Libet nunca llega a probar que no actuamos por nuestro propio libre albedrío.

Aspectos teóricos y aplicados de los transtornos del aprendizaje en el campo de la lecto-escritura.

Analizar la diagnosis, tratamiento y resolución en la capacidad y desarrollo de la lecto-escritura.Establecer unas bases teóricas a los diferentes orígenes y tratamientos consecuentes a la dislepsia. . 5 estudios de caso . Estudia los orígenes o causas de los transtornos en la lecto escritura, analiza su diagnosis, contextualiza la capacidad, entorno y necesidades de intervención, establece los diferentes orígenes del problema tanto físicos como sociales. . anamnesis, hipótesis diagnóstica, examen clínico, audiometría, electroencefalografía. . Esquemas, gráficos . Conseguir una diagnosis adecuada y elaborar los medios para solucionar el problema desde un aspecto teórico práctico conduciría a solventar este problema porque se podrían establecer las pautas de reeducación, su porqué y las obligaciones que debería cumplir el paciente, el problema es solucionable pero hoy la mayoria de escuelas no estan capacitadas para solucionarlo..

Problemas educativos y tratamiento del niño paralítico cerebral.

Estudiar la parálisis cerebral desde el punto de vista médico y educativo, atendiendo a su diagnóstico y tratamiento y su relación con la familia. Se encuentra dividido en seis capítulos. El primer capítulo trata la parálisis cerebral y de los diferentes conceptos, y la historia de la parálisis cerebral, sus características y la etiología del cuadro clínico, la clasificación basada en la topografía corporal, la clasificación basada en la alteración neuromotriz dominante, y su incidencia. En el capítulo segundo se explican los trastornos asociados a la parálisis cerebral: sensoriales, de percepción, del lenguaje, y otros trastornos asociados al tipo de parálisis cerebral junto con los trastornos psíquicos. En el capítulo tercero se explica la prevención y la fisiología de la afaxia neonatal, la genética, la tocoginecología, anestesiología, y farmacología. En el capítulo cuarto se desarrolla el diagnóstico de la parálisis cerebral, sus dificultades para el diagnóstico temprano clínico y las diferentes bases del mismo: electroencefalografía y diagnóstico psicológico. En el capítulo quinto se desarrolla el tratamiento, la rehabilitación por estimulaión temprana, las condiciones para la rehabilitación, las diferentes dificultades y normas para el tratamiento, el tratamiento fisioterapeútico y la terapia ocupacional, la logopedia, el tratamiento logopédico y el tratamiento psicológico y educativo, junto a algunos programas de rehabilitación. El capítulo sexto se aborda el tema del paralítico cerebral y la familia. 1) La cantidad de niños con parálisis cerebral hace necesaria la prevención severa al objeto de hacer disminuir la incidencia de nacimientos de niños con alteraciones o lesiones encefálicas. 2) A efectos pronósticos y terapéuticos es de suma importancia el que el diagnóstico se realice lo más precozmente posible. No siempre resulta fácil llegar al diagnóstico de la parálisis cerebral pero es preciso establecerlo en los primeros días de vida a lo más tardar. 3) Existen muchos sistemas de tratamiento para la parálisis cerebral y todos ellos prometen excelentes resultados, puesto que resulta dificil restringirse a un sistema en particular y cada uno ha hecho valiosas aportaciones, se recomienda un sistema ecléctico. 4) El objetivo final del tratamiento del niño con parálisis cerebral será su integración en la familia y en el sistema social.

Estudio Multimodal de la Funcionalidad Cortical en ratones Transgénicos con Síndrome X Frágil y la modulación del dolor

El dolor es un síntoma frecuente en la práctica médica. En España, un estudio realizado en el año 2000 demostró que cada médico atiende un promedio de 181 pacientes con dolor por mes, la mayoría de ellos con dolor crónico moderado1. Del 7%-8% de la población europea está afectada y hasta el 5% puede ser grave2-3, se estima, que afecta a más de dos millones de españoles4. En la consulta de Atención Primaria, los pacientes con dolor neuropático tienen tasas de depresión mucho mayores 5-6-7. El dolor neuropático8 es el dolor causado por daño o enfermedad que afecta al sistema somato-sensorial, es un problema de salud pública con un alto coste laboral, debido a que existe cierto desconocimiento de sus singularidades, tanto de su diagnóstico como de su tratamiento, que al fallar, el dolor se perpetúa y se hace más rebelde a la hora de tratarlo, en la mayoría de las ocasiones pasa a ser crónico. Los mecanismos fisiopatológicos son evolutivos, se trata de un proceso progresivo e integrado que avanza si no recibe tratamiento, ocasionando graves repercusiones en la calidad de vida de los pacientes afectados9. De acuerdo a Prusiner (premio nobel de medicina 1997), en todas las enfermedades neurodegenerativas hay algún tipo de proceso anormal de la función neuronal. Las enfermedades neurodegenerativas son la consecuencia de anormalidades en el proceso de ciertas proteínas que intervienen en el ciclo celular, por lo tanto da lugar al cúmulo de las mismas en las neuronas o en sus proximidades, disminuyendo o anulando sus funciones, como la enfermedad de Alzheimer y el mismo SXF. La proteína FMRP (Fragile Mental Retardation Protein), esencial para el desarrollo cognitivo normal, ha sido relacionada con la vía piramidal del dolor10-11-12. El Síndrome de X Frágil13-14 (SXF), se debe a la mutación del Gen (FMR-1). Como consecuencia de la mutación, el gen se inactiva y no puede realizar la función de sintetizar la proteína FMRP. Por su incidencia se le considera la primera causa de Deficiencia Mental Hereditaria sólo superada por el Síndrome de Down. La electroencefalografía (EEG) es el registro de la actividad bioeléctrica cerebral que ha traído el desarrollo diario de los estudios clínicos y experimentales para el descubrimiento, diagnóstico y tratamiento de un gran número de anormalidades neurológicas y fisiológicas del cerebro y el resto del sistema nervioso central (SNC) incluyendo el dolor. El objetivo de la presente investigación es por medio de un estudio multimodal, desarrollar nuevas formas de presentación diagnóstica mediante técnicas avanzadas de procesado de señal y de imagen, determinando así los vínculos entre las evaluaciones cognitivas y su correlación anatómica con la modulación al dolor presente en patologías relacionadas con proteína FMRP. Utilizando técnicas biomédicas (funcionalestructural) para su caracterización. Para llevar a cabo esta tarea hemos utilizado el modelo animal de ratón. Nuestros resultados en este estudio multimodal demuestran que hay alteraciones en las vías de dolor en el modelo animal FMR1-KO, en concreto en la modulación encefálica (dolor neuropático), los datos se basan en los resultados del estudio estructural (imagen histología), funcional (EEG) y en pruebas de comportamiento (Laberinto de Barnes). En la Histología se muestra una clara asimetría estructural en el modelo FMR1 KO con respecto al control WT, donde el hemisferio Izquierdo tiene mayor densidad de masa neuronal en KO hembras 56.7%-60.8%, machos 58.3%-61%, en WT hembras 62.7%-62.4%, machos 55%-56.2%, hemisferio derecho-izquierdo respectivamente, esto refleja una correlación entre hemisferios muy baja en los sujetos KO (~50%) con respecto a los control WT (~90%). Se encontró correlación significativa entre las pruebas de memoria a largo plazo con respecto a la asimetría hemisférica (r = -0.48, corregido <0,05). En el estudio de comportamiento también hay diferencias, los sujetos WT tuvieron 22% un de rendimiento en la memoria a largo plazo, mientras que en los machos hay deterioro de memoria de un 28% que se corresponden con la patología en humanos. En los resultados de EEG estudiados en el hemisferio izquierdo, en el área de la corteza insular, encuentran que la latencia de la respuesta al potencial evocado es menor (22vs32 15vs96seg), la intensidad de la señal es mayor para los sujetos experimentales FMR1 KO frente a los sujetos control, esto es muy significativo dados los resultados en la histología (140vs129 145vs142 mv). Este estudio multimodal corrobora que las manifestaciones clínicas del SXF son variables dependientes de la edad y el sexo. Hemos podido corroborar en el modelo animal que en la etapa de adulto, los varones con SXF comienzan a desarrollar problemas en el desempeño de tareas que requieren la puesta en marcha de la función ejecutiva central de la memoria de trabajo (almacenamiento temporal). En el análisis del comportamiento es difícil llegar a una conclusión objetiva, se necesitan más estudios en diferentes etapas de la vida corroborados con resultados histológicos. Los avances logrados en los últimos años en su estudio han sido muy positivos, de tal modo que se están abriendo nuevas vías de investigación en un conjunto de procesos que representan un gran desafío a problemas médicos, asistenciales, sociales y económicos a los que se enfrentan los principales países desarrollados, con un aumento masivo de las expectativas de vida y de calidad. Las herramientas utilizadas en el campo de las neurociencias nos ofrecen grandes posibilidades para el desarrollo de estrategias que permitan ser utilizadas en el área de la educación, investigación y desarrollo. La genética determina la estructura del cerebro y nuestra investigación comprueba que la ausencia de FMRP también podría estar implicada en la modulación del dolor como parte de su expresión patológica siendo el modelo animal un punto importante en la investigación científica fundamental para entender el desarrollo de anormalidades en el cerebro. ABSTRACT Pain is a common symptom in medical practice. In Spain, a study conducted in 2000 each medical professional treats an average of 181 patients with pain per month, most of them with chronic moderate pain. 7% -8% of the European population is affected and up to 5% can be serious, it is estimated to affect more than two million people in Spain. In Primary Care, patients with neuropathic pain have much higher rates of depression. Neuropathic pain is caused by damage or disease affecting the somatosensory system, is a public health problem with high labor costs, there are relatively unfamiliar with the peculiarities in diagnosis and treatment, failing that, the pain is perpetuated and becomes rebellious to treat, in most cases becomes chronic. The pathophysiological mechanisms are evolutionary, its a progressive, if untreated, causing severe impact on the quality of life of affected patients. According to Prusiner (Nobel Prize for Medicine 1997), all neurodegenerative diseases there is some abnormal process of neuronal function. Neurodegenerative diseases are the result of abnormalities in the process of certain proteins involved in the cell cycle, reducing or canceling its features such as Alzheimer's disease and FXS. FMRP (Fragile Mental Retardation Protein), is essential for normal cognitive development, and has been linked to the pyramidal tract pain. Fragile X Syndrome (FXS), is due to mutation of the gene (FMR-1). As a consequence of the mutation, the gene is inactivated and can not perform the function of FMRP synthesize. For its incidence is considered the leading cause of Mental Deficiency Hereditary second only to Down Syndrome. Electroencephalography (EEG) is the recording of bioelectrical brain activity, is a advancement of clinical and experimental studies for the detection, diagnosis and treatment of many neurological and physiological abnormalities of the brain and the central nervous system, including pain. The objective of this research is a multimodal study, is the development of new forms of presentation using advanced diagnostic techniques of signal processing and image, to determine the links between cognitive evaluations and anatomic correlation with pain modulation to this protein FMRP-related pathologies. To accomplish this task have used the mouse model. Our results in this study show alterations in multimodal pain pathways in FMR1-KO in brain modulation (neuropathic pain), the data are based on the results of the structural study (histology image), functional (EEG) testing and behavior (Barnes maze). Histology In structural asymmetry shown in FMR1 KO model versus WT control, the left hemisphere is greater density of neuronal mass (KO females 56.7% -60.8%, 58.3% -61% males, females 62.7% -62.4 WT %, males 55% -56.2%), respectively right-left hemisphere, this reflects a very low correlation between hemispheres in KO (~ 50%) subjects compared to WT (~ 90%) control. Significant correlation was found between tests of long-term memory with respect to hemispheric asymmetry (r = -0.48, corrected <0.05). In the memory test there are differences too, the WT subjects had 22% yield in long-term memory, in males there memory impairment 28% corresponding to the condition in humans. The results of EEG studied in the left hemisphere, in insular cortex area, we found that the latency of the response evoked potential is lower (22vs32 15vs96seg), the signal strength is higher for the experimental subjects versus FMR1 KO control subjects, this is very significant given the results on histology (140vs129 145vs142 mv). This multimodal study confirms that the clinical manifestations of FXS are dependent variables of age and sex. We have been able to corroborate in the animal model in the adult stage, males with FXS begin developing problems in the performance of tasks that require the implementation of the central executive function of working memory (temporary storage). In behavior analysis is difficult to reach an objective conclusion, more studies are needed in different life stages corroborated with histologic findings. Advances in recent years were very positive, being opened new lines of research that represent a great challenge to physicians, health care, social and economic problems facing the major developed countries, with a massive increase in life expectancy and quality. The tools used in the field of neuroscience offer us great opportunities for the development of strategies to be used in the area of education, research and development. Genetics determines the structure of the brain and our research found that the absence of FMRP might also be involved in the modulation of pain as part of their pathological expression being an important animal model in basic scientific research to understand the development of abnormalities in brain.

Brain-Computer Interfaces: Desarrollo de un sistema de identificación de estados mentales alfa

En el mundo actual las aplicaciones basadas en sistemas biométricos, es decir, aquellas que miden las señales eléctricas de nuestro organismo, están creciendo a un gran ritmo. Todos estos sistemas incorporan sensores biomédicos, que ayudan a los usuarios a controlar mejor diferentes aspectos de la rutina diaria, como podría ser llevar un seguimiento detallado de una rutina deportiva, o de la calidad de los alimentos que ingerimos. Entre estos sistemas biométricos, los que se basan en la interpretación de las señales cerebrales, mediante ensayos de electroencefalografía o EEG están cogiendo cada vez más fuerza para el futuro, aunque están todavía en una situación bastante incipiente, debido a la elevada complejidad del cerebro humano, muy desconocido para los científicos hasta el siglo XXI. Por estas razones, los dispositivos que utilizan la interfaz cerebro-máquina, también conocida como BCI (Brain Computer Interface), están cogiendo cada vez más popularidad. El funcionamiento de un sistema BCI consiste en la captación de las ondas cerebrales de un sujeto para después procesarlas e intentar obtener una representación de una acción o de un pensamiento del individuo. Estos pensamientos, correctamente interpretados, son posteriormente usados para llevar a cabo una acción. Ejemplos de aplicación de sistemas BCI podrían ser mover el motor de una silla de ruedas eléctrica cuando el sujeto realice, por ejemplo, la acción de cerrar un puño, o abrir la cerradura de tu propia casa usando un patrón cerebral propio. Los sistemas de procesamiento de datos están evolucionando muy rápido con el paso del tiempo. Los principales motivos son la alta velocidad de procesamiento y el bajo consumo energético de las FPGAs (Field Programmable Gate Array). Además, las FPGAs cuentan con una arquitectura reconfigurable, lo que las hace más versátiles y potentes que otras unidades de procesamiento como las CPUs o las GPUs.En el CEI (Centro de Electrónica Industrial), donde se lleva a cabo este TFG, se dispone de experiencia en el diseño de sistemas reconfigurables en FPGAs. Este TFG es el segundo de una línea de proyectos en la cual se busca obtener un sistema capaz de procesar correctamente señales cerebrales, para llegar a un patrón común que nos permita actuar en consecuencia. Más concretamente, se busca detectar cuando una persona está quedándose dormida a través de la captación de unas ondas cerebrales, conocidas como ondas alfa, cuya frecuencia está acotada entre los 8 y los 13 Hz. Estas ondas, que aparecen cuando cerramos los ojos y dejamos la mente en blanco, representan un estado de relajación mental. Por tanto, este proyecto comienza como inicio de un sistema global de BCI, el cual servirá como primera toma de contacto con el procesamiento de las ondas cerebrales, para el posterior uso de hardware reconfigurable sobre el cual se implementarán los algoritmos evolutivos. Por ello se vuelve necesario desarrollar un sistema de procesamiento de datos en una FPGA. Estos datos se procesan siguiendo la metodología de procesamiento digital de señales, y en este caso se realiza un análisis de la frecuencia utilizando la transformada rápida de Fourier, o FFT. Una vez desarrollado el sistema de procesamiento de los datos, se integra con otro sistema que se encarga de captar los datos recogidos por un ADC (Analog to Digital Converter), conocido como ADS1299. Este ADC está especialmente diseñado para captar potenciales del cerebro humano. De esta forma, el sistema final capta los datos mediante el ADS1299, y los envía a la FPGA que se encarga de procesarlos. La interpretación es realizada por los usuarios que analizan posteriormente los datos procesados. Para el desarrollo del sistema de procesamiento de los datos, se dispone primariamente de dos plataformas de estudio, a partir de las cuales se captarán los datos para después realizar el procesamiento: 1. La primera consiste en una herramienta comercial desarrollada y distribuida por OpenBCI, proyecto que se dedica a la venta de hardware para la realización de EEG, así como otros ensayos. Esta herramienta está formada por un microprocesador, un módulo de memoria SD para el almacenamiento de datos, y un módulo de comunicación inalámbrica que transmite los datos por Bluetooth. Además cuenta con el mencionado ADC ADS1299. Esta plataforma ofrece una interfaz gráfica que sirve para realizar la investigación previa al diseño del sistema de procesamiento, al permitir tener una primera toma de contacto con el sistema. 2. La segunda plataforma consiste en un kit de evaluación para el ADS1299, desde la cual se pueden acceder a los diferentes puertos de control a través de los pines de comunicación del ADC. Esta plataforma se conectará con la FPGA en el sistema integrado. Para entender cómo funcionan las ondas más simples del cerebro, así como saber cuáles son los requisitos mínimos en el análisis de ondas EEG se realizaron diferentes consultas con el Dr Ceferino Maestu, neurofisiólogo del Centro de Tecnología Biomédica (CTB) de la UPM. Él se encargó de introducirnos en los distintos procedimientos en el análisis de ondas en electroencefalogramas, así como la forma en que se deben de colocar los electrodos en el cráneo. Para terminar con la investigación previa, se realiza en MATLAB un primer modelo de procesamiento de los datos. Una característica muy importante de las ondas cerebrales es la aleatoriedad de las mismas, de forma que el análisis en el dominio del tiempo se vuelve muy complejo. Por ello, el paso más importante en el procesamiento de los datos es el paso del dominio temporal al dominio de la frecuencia, mediante la aplicación de la transformada rápida de Fourier o FFT (Fast Fourier Transform), donde se pueden analizar con mayor precisión los datos recogidos. El modelo desarrollado en MATLAB se utiliza para obtener los primeros resultados del sistema de procesamiento, el cual sigue los siguientes pasos. 1. Se captan los datos desde los electrodos y se escriben en una tabla de datos. 2. Se leen los datos de la tabla. 3. Se elige el tamaño temporal de la muestra a procesar. 4. Se aplica una ventana para evitar las discontinuidades al principio y al final del bloque analizado. 5. Se completa la muestra a convertir con con zero-padding en el dominio del tiempo. 6. Se aplica la FFT al bloque analizado con ventana y zero-padding. 7. Los resultados se llevan a una gráfica para ser analizados. Llegados a este punto, se observa que la captación de ondas alfas resulta muy viable. Aunque es cierto que se presentan ciertos problemas a la hora de interpretar los datos debido a la baja resolución temporal de la plataforma de OpenBCI, este es un problema que se soluciona en el modelo desarrollado, al permitir el kit de evaluación (sistema de captación de datos) actuar sobre la velocidad de captación de los datos, es decir la frecuencia de muestreo, lo que afectará directamente a esta precisión. Una vez llevado a cabo el primer procesamiento y su posterior análisis de los resultados obtenidos, se procede a realizar un modelo en Hardware que siga los mismos pasos que el desarrollado en MATLAB, en la medida que esto sea útil y viable. Para ello se utiliza el programa XPS (Xilinx Platform Studio) contenido en la herramienta EDK (Embedded Development Kit), que nos permite diseñar un sistema embebido. Este sistema cuenta con: Un microprocesador de tipo soft-core llamado MicroBlaze, que se encarga de gestionar y controlar todo el sistema; Un bloque FFT que se encarga de realizar la transformada rápida Fourier; Cuatro bloques de memoria BRAM, donde se almacenan los datos de entrada y salida del bloque FFT y un multiplicador para aplicar la ventana a los datos de entrada al bloque FFT; Un bus PLB, que consiste en un bus de control que se encarga de comunicar el MicroBlaze con los diferentes elementos del sistema. Tras el diseño Hardware se procede al diseño Software utilizando la herramienta SDK(Software Development Kit).También en esta etapa se integra el sistema de captación de datos, el cual se controla mayoritariamente desde el MicroBlaze. Por tanto, desde este entorno se programa el MicroBlaze para gestionar el Hardware que se ha generado. A través del Software se gestiona la comunicación entre ambos sistemas, el de captación y el de procesamiento de los datos. También se realiza la carga de los datos de la ventana a aplicar en la memoria correspondiente. En las primeras etapas de desarrollo del sistema, se comienza con el testeo del bloque FFT, para poder comprobar el funcionamiento del mismo en Hardware. Para este primer ensayo, se carga en la BRAM los datos de entrada al bloque FFT y en otra BRAM los datos de la ventana aplicada. Los datos procesados saldrán a dos BRAM, una para almacenar los valores reales de la transformada y otra para los imaginarios. Tras comprobar el correcto funcionamiento del bloque FFT, se integra junto al sistema de adquisición de datos. Posteriormente se procede a realizar un ensayo de EEG real, para captar ondas alfa. Por otro lado, y para validar el uso de las FPGAs como unidades ideales de procesamiento, se realiza una medición del tiempo que tarda el bloque FFT en realizar la transformada. Este tiempo se compara con el tiempo que tarda MATLAB en realizar la misma transformada a los mismos datos. Esto significa que el sistema desarrollado en Hardware realiza la transformada rápida de Fourier 27 veces más rápido que lo que tarda MATLAB, por lo que se puede ver aquí la gran ventaja competitiva del Hardware en lo que a tiempos de ejecución se refiere. En lo que al aspecto didáctico se refiere, este TFG engloba diferentes campos. En el campo de la electrónica:  Se han mejorado los conocimientos en MATLAB, así como diferentes herramientas que ofrece como FDATool (Filter Design Analysis Tool).  Se han adquirido conocimientos de técnicas de procesado de señal, y en particular, de análisis espectral.  Se han mejorado los conocimientos en VHDL, así como su uso en el entorno ISE de Xilinx.  Se han reforzado los conocimientos en C mediante la programación del MicroBlaze para el control del sistema.  Se ha aprendido a crear sistemas embebidos usando el entorno de desarrollo de Xilinx usando la herramienta EDK (Embedded Development Kit). En el campo de la neurología, se ha aprendido a realizar ensayos EEG, así como a analizar e interpretar los resultados mostrados en el mismo. En cuanto al impacto social, los sistemas BCI afectan a muchos sectores, donde destaca el volumen de personas con discapacidades físicas, para los cuales, este sistema implica una oportunidad de aumentar su autonomía en el día a día. También otro sector importante es el sector de la investigación médica, donde los sistemas BCIs son aplicables en muchas aplicaciones como, por ejemplo, la detección y estudio de enfermedades cognitivas.

Estudio de la actividad cerebral durante la percepción y procesamiento afectivo de las expresiones faciales de la emoción

Las expresiones faciales de la emoción constituyen estímulos altamente relevantes en la interacción humana, dado que son señales comunicativas que nos permiten inferir el estado interno de otras personas. La función comunicativa de las expresiones faciales de la emoción ha sido objeto de gran interés y existe abundante literatura sobre el tema. Muchos autores han investigado los mecanismos involucrados en la percepción y decodificación de las expresiones faciales desde distintas perspectivas. En estudios realizados con medidas de la actividad cerebral de alta resolución temporal (electroencefalografía-EEG- y magnetoencefalografía-MEG) que se centran en el curso temporal del procesamiento perceptivo de las expresiones faciales de la emoción se ha encontrado una sensibilidad temprana a diversas emociones. Por ejemplo, el componente N170 ha mostrado sensibilidad diferenciada a las expresiones faciales de la emoción (ver revisión de Hinojosa, Mercado & Carretié, 2015). Un procedimiento utilizado habitualmente para investigar el procesamiento afectivo es el paradigma de priming afectivo, en el que primes y targets emocionales se presentan secuencialmente. La técnica de potenciales evocados (event-related potentials-ERP) se ha empleado habitualmente para explorar estos procesos y los estudios se han centrado en dos componentes principales: el N400 y el Potencial Tardío Positivo (Late Positive Potential-LPP). Se ha encontrado que el N400 es altamente sensible a la incongruencia semántica, mientras que su sensibilidad a la incongruencia afectiva no está tan clara. Por el contrario, se ha observado modulación del LPP debida a la incongruencia afectiva en ausencia de efectos en N400 (Herring et al., 2011)...

An approach to emotion recognition in single-channel EEG signals: a mother child interaction

In this work, we perform a first approach to emotion recognition from EEG single channel signals extracted in four (4) mother-child dyads experiment in developmental psychology -- Single channel EEG signals are analyzed and processed using several window sizes by performing a statistical analysis over features in the time and frequency domains -- Finally, a neural network obtained an average accuracy rate of 99% of classification in two emotional states such as happiness and sadness

Adquisición y análisis de señales cerebrales utilizando el dispositivo MindWave

La actividad cerebral puede ser monitoreada mediante la electroencefalografía y utilizada como un indicador bioeléctrico. Este articulo muestra como un dispositivo de bajo costo y fácil acceso puede utilizarse para el desarrollo de aplicaciones basadas en interfaces cerebro-computador (BCI). Los resultados obtenidos muestran que el dispositivo MindWave puede efectivamente utilizarse para la adquisición de señales relacionadas a la actividad cerebral en diversas actividades cerebrales bajo la influencia de diversos estímulos. Se propone además el uso de la transformada Wavelet para el acondicionamiento de las señales EEG con el objetivo de utilizar algoritmos de inteligencia artificial y técnicas de reconocimiento de patrones para distinguir respuestas cerebrales.