Aquisição simultânea de eletroencefalografia e ressonância magnética funcional para investigação da plasticidade neural
Ano de defesa: | 2010 |
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Tipo de documento: | Tese |
Tipo de acesso: | Acesso aberto |
Idioma: | por |
Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Minas Gerais
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Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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País: |
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Palavras-chave em Português: | |
Link de acesso: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8MBKFZ |
Resumo: | Este trabalho apresenta um estudo sobre plasticidade neural baseado em registros simultâneos de eletroencefalografia (EEG) e ressonância magnética funcional (fMRI). Diversas evidências indicam que a especificidade neural à estimulação sensorial básica é mutável e dependente da experiência do indivíduo. Uma maneira de se verificar essa plasticidade é por meio da aprendizagem perceptiva, a qual consiste em uma melhoria na discriminação sensorial após um período de treinamento. Para este fim, foi implementada uma tarefa de discriminação de frequências, com tons padrão e desviantes apresentados a voluntários. A hipótese investigada é se o direcionamento da atenção do indivíduo à tarefa sendo executada melhora a habilidade em distinguir os tons desviantes em um treinamento de curta duração. Uma primeira contribuição deste estudo está no fato de a atividade cerebral ser explorada durante o processo de aprendizagem, enquanto a maioria dos trabalhos na área investiga esta atividade antes e após a aprendizagem perceptiva. Os resultados obtidos mostram que este tipo de aprendizagem pode ser medida por meio de uma melhoria no desempenho da tarefa ao longo de um intervalo de curta duração. Além disso, o registro simultâneo do EEG e da fMRI fornece uma melhor localização espacial e temporal das fontes de ativação da atividade neural. Isto é importante no problema de localização das fontes neurais que geram um determinado grupo de sinais registrados no escalpo (problema inverso). A partir dos dados coletados nas duas modalidades, implementa-se um método hierárquico Bayesiano variacional onde as soluções inversas do EEG estão restritas às regiões de ativação elevada vistas nas imagens de ressonância magnética funcional. Finalmente, a principal contribuição deste trabalho é revelar que mesmo alterações provocadas por um aprendizado de rápida duração não estão restritas ao córtex sensorial, e compõem um substrato neural para modulações de atenção seletiva que iniciam o processo de aprendizagem perceptiva auditiva. |
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Hani Camille YehiaCarlos Julio Tierra CriolloMarcio Flavio Dutra MoraesDidier DemolinEdson Amaro JuniorAna Claudia Silva de Souza2019-08-11T01:30:17Z2019-08-11T01:30:17Z2010-08-20http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8MBKFZEste trabalho apresenta um estudo sobre plasticidade neural baseado em registros simultâneos de eletroencefalografia (EEG) e ressonância magnética funcional (fMRI). Diversas evidências indicam que a especificidade neural à estimulação sensorial básica é mutável e dependente da experiência do indivíduo. Uma maneira de se verificar essa plasticidade é por meio da aprendizagem perceptiva, a qual consiste em uma melhoria na discriminação sensorial após um período de treinamento. Para este fim, foi implementada uma tarefa de discriminação de frequências, com tons padrão e desviantes apresentados a voluntários. A hipótese investigada é se o direcionamento da atenção do indivíduo à tarefa sendo executada melhora a habilidade em distinguir os tons desviantes em um treinamento de curta duração. Uma primeira contribuição deste estudo está no fato de a atividade cerebral ser explorada durante o processo de aprendizagem, enquanto a maioria dos trabalhos na área investiga esta atividade antes e após a aprendizagem perceptiva. Os resultados obtidos mostram que este tipo de aprendizagem pode ser medida por meio de uma melhoria no desempenho da tarefa ao longo de um intervalo de curta duração. Além disso, o registro simultâneo do EEG e da fMRI fornece uma melhor localização espacial e temporal das fontes de ativação da atividade neural. Isto é importante no problema de localização das fontes neurais que geram um determinado grupo de sinais registrados no escalpo (problema inverso). A partir dos dados coletados nas duas modalidades, implementa-se um método hierárquico Bayesiano variacional onde as soluções inversas do EEG estão restritas às regiões de ativação elevada vistas nas imagens de ressonância magnética funcional. Finalmente, a principal contribuição deste trabalho é revelar que mesmo alterações provocadas por um aprendizado de rápida duração não estão restritas ao córtex sensorial, e compõem um substrato neural para modulações de atenção seletiva que iniciam o processo de aprendizagem perceptiva auditiva.This thesis presents a study on neuronal plasticity based on simultaneous recording of electroencephalography (EEG) and functional magnetic resonance (fMRI). There is an accumulating body of evidence indicating that neuronal functional specificity to basic sensory stimulation is mutable and subject to experience. One way to look at this plasticity is by means of perceptual learning, which is an improvement in sensory discrimination after a period of training. For that purpose, a frequency discrimination task was performed with standard and deviant tones presented to subjects. The hypothesis investigated is whether focused attention enhanced the discrimination of the deviant tones. The first original contribution of this study is that brain activity is explored during the process of learning whereas most works have investigated brain activity after relative to before perceptual learning. The results obtained show that perceptual learning can be assessed in rapid early performance having the improvement in behavioral performance as reference. Moreover, recording EEG and fMRI simultaneously provides better spatial and temporal localization of activated sources. This is important in the problem of localizing the activated sources that generated the signals measured at the scalp (inverse problem). Based on data from both modalities, this thesis employs a method in which the EEG inverse solutions are constrained to regions where fMRI indicates large hemodynamic activation. The variational hierarchical Bayesian method used overcomes problems such as false positive, incorporating fMRI information as a hierarchical prior on the variance distribution. Finally, the main contribution of this work is to show that even fast learning changes are not confined to sensory cortex, providing a potential neural substrate for top-down modulation of auditory selective attention that gives rise to auditory perceptual learning.Universidade Federal de Minas GeraisUFMGEngenharia elétricaEngenharia ElétricaAquisição simultânea de eletroencefalografia e ressonância magnética funcional para investigação da plasticidade neuralinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALtese_anaclaudia.pdfapplication/pdf13896969https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUOS-8MBKFZ/1/tese_anaclaudia.pdf4945a304998a733a62a8a938996a9d39MD51TEXTtese_anaclaudia.pdf.txttese_anaclaudia.pdf.txtExtracted texttext/plain319174https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUOS-8MBKFZ/2/tese_anaclaudia.pdf.txt44f8495b80e6782248c7f5f5d265074fMD521843/BUOS-8MBKFZ2019-11-14 05:41:54.654oai:repositorio.ufmg.br:1843/BUOS-8MBKFZRepositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2019-11-14T08:41:54Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false |
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