Estimación de las frecuencias de acoplamiento theta-gamma máximo en EEG durante la tarea N-Back: Sensibilidad a la metodología e inestabilidad temporal
Autores: Sinitsyn, Dmitry O.; Poydasheva, Alexandra G.; Bakulin, Ilya S.; Zabirova, Alfiia H.; Lagoda, Dmitry Yu.; Suponeva, Natalia A.; Piradov, Michael A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estimación de las frecuencias de acoplamiento theta-gamma máximo en EEG durante la tarea N-Back: Sensibilidad a la metodología e inestabilidad temporal
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Software
Palabras clave
Theta
Gamma
Cerebro
PAC
EEG
Cognitivo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
El acoplamiento de fase-amplitud (PAC) de los ritmos theta y gamma del cerebro ha sido observado en animales y humanos, con evidencia de su participación en funciones cognitivas y trastornos cerebrales. Esto motiva encontrar las frecuencias individuales de acoplamiento theta-gamma máximo (TGC) y utilizarlas para ajustar la estimulación cerebral. Este uso implica la estabilidad de las frecuencias al menos durante la investigación, lo cual no ha sido estudiado suficientemente. Mientras tanto, existen una variedad de algoritmos disponibles para la estimación del PAC en la literatura. Exploramos varias opciones en diferentes pasos del cálculo, aplicando los algoritmos resultantes a los datos de EEG de 16 sujetos sanos realizando la tarea de memoria de trabajo n-back, así como una grabación de referencia con PAC fuerte previamente reportado. Al comparar los resultados para las dos mitades de cada sesión, estimamos la reproducibilidad a una escala de unos pocos minutos. Para los datos de referencia, los resultados fueron en su mayoría similares entre los algoritmos y estables en el tiempo. Sin embargo, para el EEG, los resultados dependieron sustancialmente del algoritmo, mostrando también una baja reproducibilidad, desafiando la validez de usarlos para personalizar la estimulación cerebral. Se necesita más investigación sobre los algoritmos de estimación del PAC, tareas cognitivas y otros aspectos para determinar y utilizar de manera efectiva los parámetros de TGC en la neuromodulación.
Descripción
El acoplamiento de fase-amplitud (PAC) de los ritmos theta y gamma del cerebro ha sido observado en animales y humanos, con evidencia de su participación en funciones cognitivas y trastornos cerebrales. Esto motiva encontrar las frecuencias individuales de acoplamiento theta-gamma máximo (TGC) y utilizarlas para ajustar la estimulación cerebral. Este uso implica la estabilidad de las frecuencias al menos durante la investigación, lo cual no ha sido estudiado suficientemente. Mientras tanto, existen una variedad de algoritmos disponibles para la estimación del PAC en la literatura. Exploramos varias opciones en diferentes pasos del cálculo, aplicando los algoritmos resultantes a los datos de EEG de 16 sujetos sanos realizando la tarea de memoria de trabajo n-back, así como una grabación de referencia con PAC fuerte previamente reportado. Al comparar los resultados para las dos mitades de cada sesión, estimamos la reproducibilidad a una escala de unos pocos minutos. Para los datos de referencia, los resultados fueron en su mayoría similares entre los algoritmos y estables en el tiempo. Sin embargo, para el EEG, los resultados dependieron sustancialmente del algoritmo, mostrando también una baja reproducibilidad, desafiando la validez de usarlos para personalizar la estimulación cerebral. Se necesita más investigación sobre los algoritmos de estimación del PAC, tareas cognitivas y otros aspectos para determinar y utilizar de manera efectiva los parámetros de TGC en la neuromodulación.