Stuttering treatment control using P300 event-related potentials

Positron emission tomography studies during speech have indicated a failure to show the normal activation of auditory cortical areas in stuttering individuals. In the present study, P300 event-related potentials were used to investigate possible effects of behavioral treatment on the pattern of signal amplitude and latency between waves. In order to compare variations in P300 measurements, a control group paired by age and gender to the group of stutterers, was included in the study. Findings suggest that the group of stutterers presented a significant decrease in stuttering severity after the fluency treatment program. Regarding P300 measurements, stutterers and their controls presented results within normal limits in all testing situations and no significant statistical variations between pre and post treatment testing. When comparing individual results between the testing situations, stutterers presented a higher average decrease in wave latency for the right ear following treatment. The results are discussed in light of previous P300 event-related potentials and functional imaging studies with stuttering adults. Educational objectives: The reader will learn about and be able to describe the: (1) use of P300 event-related potentials in the study of stuttering; (2) differences between stuttering and non-stuttering adults; and (3) effects of behavioral fluency treatment on cerebral activity in stuttering speakers. (C) 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.

P300: avaliação eletrofisiológica da audição em crianças sem e com repetência escolar

OBJETIVO: Esta pesquisa foi realizada com o objetivo de comparar os valores da latência do P300 em crianças de 8 a 13 anos de idade, do sexo feminino e do sexo masculino, sem e com repetência escolar. FORMA DE ESTUDO: Estudo clínico com coorte transversal. MATERIAL E MÉTODO: Foram examinadas 60 crianças sem repetência e 43 crianças com repetência escolar. Todas as crianças foram submetidas à anamnese, audiometria tonal liminar, curva timpanométrica, reflexos auditivos contralaterais e o P300. RESULTADOS E CONCLUSÕES: Ao final desta pesquisa, concluiu-se que as crianças do grupo sem repetência escolar apresentaram valor da média aritmética da latência do P300 menor (332,25 ms), comparando-se ao grupo de crianças com repetência escolar (413,23 ms). As crianças do sexo feminino sem repetência escolar apresentaram valor da média aritmética da latência do P300 menor (328,37 ms), comparando-se às crianças do sexo masculino do mesmo grupo (337,68 ms). No grupo de crianças com repetência escolar, as crianças do sexo feminino também apresentaram valor da média aritmética da latência do P300 menor (387,50 ms), comparando-se às crianças do sexo masculino (423,19 ms). Finalmente, observou-se que os valores das médias aritméticas da latência do P300 apresentaram-se menores nas crianças do sexo feminino (328,37 ms) e do sexo masculino (337,68 ms) sem repetência escolar, comparando-se com os valores das médias aritméticas da latência do P300 nas crianças do sexo feminino (387,50 ms) e do sexo masculino (423,19 ms) com repetência escolar.

Potencial cognitivo P300 realizado em campo livre: aplicabilidade do teste

Avaliar a função auditiva em usuários de dispositivos eletrônicos aplicados a surdez é muito importante para o processo de reabilitação. Entretanto, nestes indivíduos os procedimentos devem ser realizados em campo livre. OBJETIVO: Analisar a aplicabilidade do potencial cognitivo P300 pesquisado em campo livre. FORMA DE ESTUDO: Clínico prospectivo. MATERIAL E MÉTODO: Foram avaliados 33 indivíduos de ambos os sexos com idade entre 7 e 34 anos, com audição normal e sem fator de risco para problemas mentais. O potencial cognitivo P300 foi realizado por meio do equipamento Biologic's Evoked Potential System (EP), com fones de inserção (3A) e em campo livre (0º Azimute e 45º Azimute). RESULTADOS: Não houve diferença estatisticamente significante para a latência do N2 e P300 e amplitude do P300 quando analisado o sexo e o modo de realização do teste (fone e campo livre), assim como não houve diferença ao comparar as medidas em campo livre a 0º e 45º Azimute. CONCLUSÃO: A pesquisa do potencial cognitivo P300 em campo livre é um procedimento viável de ser realizado.

Potencial cognitivo P300 em indivíduos com diabetes mellitus

Diabetes Mellitus pode acarretar complicações nos olhos, rins, nervos cranianos, nervos periféricos, ouvidos, etc. A função cognitiva também parece estar prejudicada em indivíduos portadores de Diabetes Mellitus, visto que as estruturas corticais e subcorticais responsáveis por esta função estão prejudicadas em alguns pacientes dependentes de insulina. O potencial cognitivo P300 tem sido usado como um procedimento objetivo para avaliar a função cognitiva cerebral. OBJETIVO: Analisar a sensibilidade do potencial cognitivo P300 para detectar alterações no córtex auditivo decorrentes do Diabetes Mellitus. FORMA DE ESTUDO: coorte transversal. MATERIAL E MÉTODO: Participaram deste estudo 16 indivíduos diabéticos de ambos os sexos, com idade variando de 7 a 71 anos, e 17 indivíduos não-diabéticos equiparados quanto ao sexo, idade e limiar auditivo. Os procedimentos de avaliação foram: Audiometria Tonal Liminar (ATL) e potencial cognitivo P300. No grupo diabético foi realizada a medida do valor glicêmico antes da realização do P300. RESULTADOS: Os resultados obtidos na ATL não mostraram diferença estatisticamente significante. Foi observado diferença estatisticamente significante entre os grupos, quando analisado a latência do componente P3, medido em Fz. Houve correlação entre a glicemia e a latência e amplitude do P300. CONCLUSÃO: A pesquisa do potencial cognitivo P300 é um importante procedimento para prevenir e diagnosticar precocemente de alterações neurológicas em indivíduos com Diabetes Mellitus.

Potencial evocado auditivo de longa latência-P300 em indivíduos normais: valor do registro simultâneo em Fz e Cz

O P300 é um Potencial Evocado Auditivo denominado potencial endógeno por refletir o uso funcional que o indivíduo faz do estímulo auditivo, sendo altamente dependente das habilidades cognitivas, entre elas atenção e discriminação auditiva. É um procedimento de avaliação objetiva, mas que depende da experiência do avaliador em detectar os picos das ondas, sendo importante a utilização de métodos de registro que facilitem a análise da presença de resposta e a interpretação dos resultados. OBJETIVO: Analisar o Potencial Evocado Auditivo de Longa Latência-P300 obtido com a utilização de dois eletrodos ativos posicionados em Fz e Cz. MATERIAIS E MÉTODOS: Participaram deste estudo 33 indivíduos de ambos os gêneros com idade entre 7 e 34 anos, audição normal e sem fator de risco para problemas mentais. RESULTADOS: Os resultados demonstraram que não houve diferença estatisticamente significante para a latência de N2 e P3 e amplitude do P3 quando analisado o gênero e nem correlação com a idade dos indivíduos. Houve forte correlação destas medidas com o posicionamento dos eletrodos em Fz e Cz. CONCLUSÃO: O posicionamento dos eletrodos ativos em Fz e Cz pode ser considerado um recurso a mais para auxiliar na análise clínica do P300.

Effects of P300-based BCI use on reported presence in a virtual environment

Brain-computer interfaces (BCIs) are becoming more and more popular as an input device for virtual worlds and computer games. Depending on their function, a major drawback is the mental workload associated with their use and there is significant effort and training required to effectively control them. In this paper, we present two studies assessing how mental workload of a P300-based BCI affects participants" reported sense of presence in a virtual environment (VE). In the first study, we employ a BCI exploiting the P300 event-related potential (ERP) that allows control of over 200 items in a virtual apartment. In the second study, the BCI is replaced by a gaze-based selection method coupled with wand navigation. In both studies, overall performance is measured and individual presence scores are assessed by means of a short questionnaire. The results suggest that there is no immediate benefit for visualizing events in the VE triggered by the BCI and that no learning about the layout of the virtual space takes place. In order to alleviate this, we propose that future P300-based BCIs in VR are set up so as require users to make some inference about the virtual space so that they become aware of it,which is likely to lead to higher reported presence.

Medición del potencial evocado cognitivo, P300, en un grupo de individuos colombianos sanos

Los potenciales evocados cognitivos son mediciones electrofisiológicas relacionadas con procesosque tienen que ver con ciertas funciones cognitivas. El potencial cognitivo P300 está específicamenterelacionado con procesos de atención. Objetivo: identificar valores para la latencia y amplitud deonda P300 en una muestra de individuos colombianos y describir su comportamiento con respectoa edad, género y escolaridad de los sujetos. Método: se estudiaron 122 sujetos sanos entre los 6 y80 años, se practicó medición del potencial según la metodología odd-ball, en las derivaciones Czy Pz. Resultados: se identificaron valores medianos, mínimos y máximos para diferentes gruposetarios y se estableció que la latencia de la onda P300 aumenta con la edad de los individuos yque, por el contrario, la amplitud de la misma tiende a disminuir. De igual forma, al correlacionarlatencia y amplitud, se evidenció una relación inversa. Conclusiones: no se encontraron diferenciaspara latencia y amplitud de onda relacionadas con el género ni la escolaridad de los sujetos, asícomo tampoco se halló diferencia al realizar la medición en la derivación Pz comparada con laonda obtenida en la derivación Cz.

Estudio del desarrollo evolutivo y una comparación con disléxicos a través del potencial P300 auditivo.

Estudiar el desarrollo evolutivo a través de la técnica de potenciales evocados. Estudiar las diferencias de los potenciales evocados auditivos en niños de intervalos distintos de edad. Extraer datos que permitan relacionar los potenciales evocados cognitivos con las etapas de maduración del sistema nervioso central en niños normales, que puedan emplearse en la evaluación y eventualmente, en intervención psicopedagógica. Hipotésis: que los sujetos normales tienen el potencial P300 audio con caracteres diferentes según evolucionan con la edad. Diferencias que se manifiestan en un progresivo aumento de la amplitud, progresiva disminución de la latencia, diferencias interhemisféricas dadas por la latencia y amplitud y en la forma y duración de dicho componente a medida que el individuo va desarrollándose físicamente. Se seleccionaron 57 alumnos de 500 examinados pertenecientes a los colegios públicos Carmen Conde y Virgen del Carmen de Cartagena (29 niños y 28 niñas). Los criterios para la selección fueron: informe del profesor sobre la capacidad y logros en el aprendizaje así como sobre sus relaciones afectivas y personales (se seleccionaron los que no presentaban dificultades). Consulta a las familias sobre posibles tratamientos neurológicos o farmacológicos (se seleccionaron los que no). Test Bender. Escala de inteligencia Wechsler (se seleccionaron los que ofrecían puntuaciones normales, igual o superiores a la media de su edad). La prueba de potenciales evocados se realizó en el hospital Virgen del Rossel de Cartagena, en el Servicio de Neurofisiología. El registro se llevó a cabo con el aparato NEUROPACK FOVR, mod. MEM-4104 (sistema de registro neural). Para el registro se utilizaron un total de 4 electrodos y el proceso general consistió en adquisición, amplificación, filtrado, promediado y tratamiento gráfico. Variable independiente: prueba de potenciales evocados auditivos, en la que se presentaba una situación estandar para la obtención del potencial P300. Variables dependientes: valores alcanzados en el potencial P300 analizando: latencia, amplitud, diferencias hemisféricas, forma y duración. Test Bender (Bender, L., 1979, Test guestáltico visomotor, Paidós). Escala de inteligencia Wechsler (Wechsler, D., 1974. Escala de inteligencia Wechsler para niños. TEA Ediciones). Los potenciales evocados (ERP) son una medida del procesamiento de la información en el sistema nervioso central que puede utilizarse para establecer una comparación entre la población normal y la población patológica. Estos pueden proporcionar documentación de los estados y utilización corticales en el procesamiento cognitivo que no pueden ser conocidos por medidas de conducta.

A new hybrid BCI paradigm based on P300 and SSVEP

Background: P300 and steady-state visual evoked potential(SSVEP) approaches have been widely used for brain–computer interface (BCI) systems. However, neither of these approaches can work for all subjects. Some groups have reported that a hybrid BCI that combines two or more approaches might provide BCI functionality to more users. Hybrid P300/SSVEP BCIs have only recently been developed and validated, and very few avenues to improve performance have been explored. New method: The present study compares an established hybrid P300/SSVEP BCIs paradigm to a new paradigm in which shape changing, instead of color changing, is adopted for P300 evocation to decrease the degradation on SSVEP strength. Result: The result shows that the new hybrid paradigm presented in this paper yields much better performance than the normal hybrid paradigm. Comparison with existing method: A performance increase of nearly 20% in SSVEP classification is achieved using the new hybrid paradigm in comparison with the normal hybrid paradigm.Allthe paradigms except the normal hybrid paradigm used in this paper obtain 100% accuracy in P300 classification. Conclusions: The new hybrid P300/SSVEP BCIs paradigm in which shape changing, instead of color changing, could obtain as high classification accuracy of SSVEP as the traditional SSVEP paradigm and could obtain as high classification accuracy of P300 as the traditional P300 paradigm. P300 did not interfere with the SSVEP response using the new hybrid paradigm presented in this paper, which was superior to the normal hybrid P300/SSVEP paradigm.

Decreasing the interference of visual-based P300 BCI using facial expression changes

Interferences from the spatially adjacent non-target stimuli evoke ERPs during non-target sub-trials and lead to false positives. This phenomenon is commonly seen in visual attention based BCIs and affects the performance of BCI system. Although, users or subjects tried to focus on the target stimulus, they still could not help being affected by conspicuous changes of the stimuli (flashes or presenting images) which were adjacent to the target stimulus. In view of this case, the aim of this study is to reduce the adjacent interference using new stimulus presentation pattern based on facial expression changes. Positive facial expressions can be changed to negative facial expressions by minor changes to the original facial image. Although the changes are minor, the contrast will be big enough to evoke strong ERPs. In this paper, two different conditions (Pattern_1, Pattern_2) were used to compare across objective measures such as classification accuracy and information transfer rate as well as subjective measures. Pattern_1 was a “flash-only” pattern and Pattern_2 was a facial expression change of a dummy face. In the facial expression change patterns, the background is a positive facial expression and the stimulus is a negative facial expression. The results showed that the interferences from adjacent stimuli could be reduced significantly (P<;0.05) by using the facial expression change patterns. The online performance of the BCI system using the facial expression change patterns was significantly better than that using the “flash-only” patterns in terms of classification accuracy (p<;0.01), bit rate (p<;0.01), and practical bit rate (p<;0.01). Subjects reported that the annoyance and fatigue could be significantly decreased (p<;0.05) using the new stimulus presentation pattern presented in this paper.

An optimized auditory P300 BCI based on spatially distributed sound in different voices

In this paper, a new paradigm is presented, to improve the performance of audio-based P300 Brain-computer interfaces (BCIs), by using spatially distributed natural sound stimuli. The new paradigm was compared to a conventional paradigm using spatially distributed sound to demonstrate the performance of this new paradigm. The results show that the new paradigm enlarged the N200 and P300 components, and yielded significantly better BCI performance than the conventional paradigm.

Latência e amplitude do P300 auditivo na doença de Alzheimer: uma revisão sistemática

O P300 desempenha um papel fundamental como método de avaliação e monitoramento das demências, entre elas a doença de Alzheimer. OBJETIVO: Realizar uma busca por artigos que analisaram os valores de latência e amplitude de P300 na doença de Alzheimer. MÉTODOS: Foi realizada uma busca nas seguintes bases de dados: Web of Science, PubMed/Medline, Psyc Info, Biological Abstracts e Scielo. Utilizaram-se as seguintes palavras-chave: speed of information processing, speed of processing, information processing, aged, older, elderly, older people, alzheimer dementia, alzheimer disease, Alzheimer, além de referências cruzadas dos artigos selecionados. RESULTADOS: Foram encontrados oito estudos que preencheram os critérios de inclusão adotados para o presente trabalho. Estes estudos mostraram que existe um consenso em relação ao aumento da latência de P300 de idosos com doença de Alzheimer quando comparados com idosos sem a doença. Porém, verifica-se que, com relação à amplitude de P300, ainda não há um consenso, mas, isso pode estar relacionado às diferentes variáveis metodológicas adotadas nos estudos revisados. CONCLUSÃO: Há necessidade de se padronizar as variáveis envolvidas no método de avaliação do P300 para idosos com doença de Alzheimer, para que seja possível comparar os valores de latência e amplitude de P300 dessa população.

Síndrome da apneia obstrutiva do sono e o potencial auditivo P300

A Síndrome da Apneia Obstrutiva do Sono (SAOS) diminui as capacidades da atenção, memória e concentração, fatores relacionados com a cognição. A análise dos parâmetros do P300 auditivo permitiria inferir disfunção cognitiva. OBJETIVO: Comparar os dados da polissonografia e do P300 auditivo em adultos, roncopatas primários com portadores de SAOS. CASUÍSTICA E MÉTODO: Estudo prospectivo em roncopatas primários (N=12) e em portadores de SAOS (N=54), submetidos à polissonografia definidos pelo índice de apneia e hipopneia (IAH). As variáveis da polissonografia e as do P300 foram comparadas, pelos testes T de Student, exato de Fisher, regressão logística e análise de correlação com nível de significância de 5%. RESULTADOS: O IAH apresentou correlação inversa com a oximetria em ambos os grupos. A prevalência do P300 foi menor no G.SAOS (teste exato de Fisher, p=0,027). A idade dos pacientes não influenciou a prevalência do P300 (análise de regressão; p=0,232). A amplitude do P300 foi menor do G.SAOS (teste T de Student; p=0,003) a latência do P300 foi semelhante em ambos os grupos (teste T de Student; p=0,89). CONCLUSÃO: A redução da amplitude do P300 nos portadores de SAOS sugere disfunção cognitiva induzida por diminuição da memória auditiva.