Ανάλυση δυναμικής συμπεριφοράς των μαγνητοεγκεφαλογραφικών προτύπων συνδεσιμότητας κατά τη διάρκεια του αυθόρμητου βλεφαρισμού.
Creators: name: Τακά, Ευδοξία Δημοσθένη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2016
Subjects: Μαγνητοεγκεφαλογραφία
Βλεφαρισμός
Δίκτυα λειτουργικής συνδεσιμότητας
Magneto-encephalography
Eye Blinking
Functional Connectivity Networks

description: Ο αυθόρμητος βλεφαρισμός στον άνθρωπο αποτελεί μέχρι σήμερα ένα πεδίο ζωντανής έρευνας, καθώς η σύνδεσή του με ανώτερες νοητικές λειτουργίες δεν έχει ακόμα επιτευχθεί με βεβαιότητα. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκαν τα δεδομένα μαγνητοεγκεφαλογραφήματος τεσσάρων υγειών ατόμων, τα οποία αντλήθηκαν από το OpenMEGArchive. Μετά από κατάλληλη προεπεξεργασία τα δεδομένα αυτά χωρίστηκαν σε εποχές κεντραρισμένες στους ανιχνευθέντες βλεφαρισμούς κι έγιναν τριών ειδών αναλύσεις: χωροχρονική με εξαγωγή τοπογραφιών, φασματοχρονική μέσω του μετασχηματισμού κυματιδίων και δυναμική ανάλυση λειτουργικών εγκεφαλικών δικτύων. Στην τελευταία περίπτωση κατασκευάστηκαν γράφοι λειτουργικής συνδεσιμότητας χρησιμοποιώντας ως μετρική το Phase Locking Value (PLV), υπολογίστηκαν συγκεκριμένες μετρικές δικτύου, όπως το Global Efficiency, Clustering Coefficient, Eigenvector Centrality, κατασκευάστηκε το minimal spanning tree του γράφου και τέλος, πραγματοποιήθηκε στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων. Ο πρωτότυπος αυτός τρόπος μελέτης και διερεύνησης κάποιας σύζευξης μεταξύ των αυθόρμητων βλεφαρισμών και των λειτουργιών του εγκεφάλου οδήγησε σε ορισμένα ενδιαφέροντα αποτελέσματα. Στη δέλτα και θήτα ζώνη συχνοτήτων και μάλιστα, στις βρεγματικές κι ινιακές περιοχές παρατηρήθηκε από τη μελέτη των τεσσάρων ατόμων αύξηση της ενέργειας κι εντοπισμός ισχυρών κόμβων επικοινωνίας (hubs) μετά από το βλεφαρισμό. Στην άλφα ζώνη συχνοτήτων και στις ίδιες εγκεφαλικές περιοχές παρατηρήθηκε αύξηση της ενέργειας κι εντοπισμός ισχυρών κόμβων επικοινωνίας πριν από το βλεφαρισμό. Η μετρική δικτύου, που παρουσίασε στατιστικά σημαντικές μεταβολές για όλα τα άτομα σε όλες τις ζώνες συχνοτήτων, πριν και μετά το βλεφαρισμό, ήταν η Clustering Coefficient. Τέλος, το συνολικό PLV παρουσίασε, επίσης, στατιστικά σημαντικές μεταβολές για όλα τα άτομα στην άλφα ζώνη συχνοτήτων πριν από το βλεφαρισμό.
description: The role of spontaneous eye blinking remains an open research topic, since its relation with human cognition has not been fully described yet. In this diploma thesis, the magnetoencephalographic data of four healthy subjects retrieved from the OpenMEGArchive were studied. The multichannel data were appropriately preprocessed and segmented into epochs centered around the peak of each detected blink. Three kinds of analysis were conducted: spatiotemporal, which resulted in topographies of each subject, spectral-temporal through the Wavelet Transform and finally, dynamic analysis of functional brain connectivity. The latter was based on Phase Locking Value (PLV) estimator, and resulted in weighted graphs that were in turn described by means of standard network metrics, such as the Global Efficiency, Clustering Coefficient, Eigenvector Centrality, and by constructing the minimal spanning tree. The obtained results were used in the statistical comparison of the blink related epochs with suitably-selected baseline epochs. This original study lad to some interesting results. An increase in energy and strong hubs were detected in delta and theta bands spatially located in occipital and parietal regions and temporally located after the blink. An Increase in energy and strong hubs were also detected in alpha band spatially located in the same regions of the brain, but temporally located after the blink. The network metric that presented statistical significant changes for all frequency bands before and after blink was the Clustering Coefficient. Finally, the average PLV as a metric presented also statistically significant changes for all the subjects in alpha band before and after the blink.