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The evoked cerebral electric response when sequences of complex motor imagery (MI) task are executed several times is still unclear. This work aims at investigating the existence of habituation in the cortical response, more specifically in the alpha band peak of parietal and occipital areas (10-20 international system electroencephalogram, EEG, protocol). The EEG signals were acquired during sequences of MI of volleyball spike movement in kinesthetic and visual modalities and also at control condition. Thirty right-handed male subjects (18 to 40 years) were assigned to either an 'athlete' or a 'non-athlete' group, both containing 15 volunteers. Paired Wilcoxon tests (with α=0.05) indicates that sequential MI of complex tasks promotes cortical changes, mainly in the power vicinity of the alpha peak. This finding is more pronounced along the initial trials and also for the athletes during the modality of kinesthetic motor imagery. A resposta elétrica cerebral evocada quando sequencias de imagética motora (MI) de tarefas complexas são executadas seguidamente no tempo permanecem desconhecidas. Este trabalho objetivou investigar a existência de habituação da resposta cortical, mais especificamente na banda do pico de alfa de áreas parietais e occipitais (sistema internacional 10-20, eletroencefalograma, protocolo de EEG). Os sinais de EEG foram adquiridos durante sequências de MI do movimento de ataque do voleibol nas modalidades cinestésica e visual, e também em condição de controle. Trinta voluntários adultos (entre 18 e 40 anos), destros, do gênero masculino foram agrupados como 'atletas' ou 'não-atletas', sendo cada grupo composto de 15 voluntários. Testes pareados de Wilcoxon (com α=0.05) indicaram que a MI sequencial de tarefas complexas promoveram alterações nas respostas corticais, mais especificamente na região ao redor do pico de alfa. Este achado foi mais pronunciado ao longo dos trechos iniciais e também nos atletas durante a modalidade cinestésica de imagética motora.

The early stages of visual information processing, involving the detection and perception of simple visual stimuli, have been demonstrated to be sensitive to psychotropic agents. The present study investigated the effects of an acute dose of bromazepam (3 mg), compared with placebo, on the P100 component of the visual evoked potential and reaction time. The sample, consisting of 14 healthy subjects (6 male and 8 female), was submitted to a visual discrimination task, which employed the "oddball" paradigm. Results suggest that bromazepam (3 mg) impairs the initial stage of visual information processing, as observed by an increase in P100 latency. Os estágios iniciais do processamento da informação visual, envolvendo a percepção e detecção de um estímulo visual simples, tem demonstrado serem sensíveis a agentes psicotrópicos. O presente estudo investigou os efeitos de uma dose aguda de bromazepam (3 mg), comparado com placebo, no componente P100 do potencial evocado visual e no tempo de reação. A mostra consistiu de 14 sujeitos sadios (6 homens e 8 mulheres), submetidos a uma tarefa de discriminação visual, a qual empregou o paradigma "oddball". Os resultados sugerem que o bromazepam (3 mg) prejudica o estágio inicial do processamento da informação visual, como observado pelo aumento da latência do P100.

O objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos da estimulação elétrica funcional na assimetria cortical inter-hemisférica. Para tal, simultaneamente ao registro da atividade eletroencefalográfica, realizou-se eletroestimulação no antebraço direito para estimulação da extensão do indicador. A amostra consistiu de 45 sujeitos randomizados em 3 grupos de 15 sujeitos cada: grupo controle (submetido a 24 blocos de estimulação com intensidade de corrente zero), grupo 1 (24 blocos) e grupo 2 (36 blocos). A assimetria entre os pares de eletrodos F3-F4, C3-C4 e P3-P4 foi analisada ao longo dos grupos através de uma Anova. Os resultados apontaram para uma interação grupo x eletrodo e uma tendência de diminuição da assimetria inter-hemisférica após a eletroestimulação. The aim of the present study was to assess the effects of functional electrical stimulation (FES) on cortical interhemispheric asymmetry. Electrostimulation was performed on the right forearm to stimulate the extension of the index finger. EEG activity was recorded simultaneously. The sample included 45 subjects randomly divided into 3 groups of 15 subjects each: control group (submitted to 24 blocks of stimulation at a null intensity current), group 1 (24 blocks) and group 2 (36 blocks). Interhemispheric asymmetry between F3-F4, C3-C4 and P3-P4 was analyzed through an Anova. Results pointed out to a group x electrode interaction and a general tendency of asymmetry decrease after stimulation.

O presente estudo teve como objetivo observar alterações corticais produzidas pela estimulação elétrica funcional (FES), através da eletrencefalografia quantitativa (EEGq). Simultaneamente à captação do sinal eletrencefalográfico, realizou-se uma eletroestimulação no antebraço direito para estimulação da extensão do indicador. A amostra consistiu de 45 sujeitos randomizados em 3 grupos de 15. O grupo controle foi submetido a 24 blocos de estimulação com intensidade de corrente zero. O grupo 1 foi submetido a 24 blocos e o grupo 2 a 36 blocos. A coerência entre os pares de eletrodos F3-F4, C3-C4 e P3-P4 foi analisada ao longo dos grupos através de avaliação estatística. Os resultados apontaram para um aumento da coerência inter-hemisférica após a eletroestimulação. The aim of the present study was to observe cortical alterations produced by functional electrical stimulation (FES), through quantitative electroencephalography (qEEG). Electrostimulation was performed on the right forearm to stimulate the extension of the index finger. EEG activity was recorded simultaneously. The sample consisted of 45 subjects randomly divided into 3 groups of 15 subjects each. The control group was submitted to 24 blocks of stimulation at a current intensity of zero. Group 1 was submitted to 24 blocks and group 2 to 36 blocks. Interhemispheric coherence between F3-F4, C3-C4 and P3-P4 was assessed through a statistical analysis. Results pointed out to increased coherence values after stimulation.

O objetivo do presente estudo foi avaliar parâmetros atencionais, motores e eletrencefalográficos durante uma tarefa de procedimentos em sujeitos que ingeriram 6mg de bromazepam. A amostra consistiu de 26 sujeitos saudáveis, ambos os sexos, entre 19 e 36 anos. Os grupos controle e experimental foram submetidos à tarefa datilográfica em desenho duplo-cego randomizado. Os achados não revelaram diferenças nas medidas atencionais e motoras entre os grupos. Foram avaliadas medidas de coerência (EEGq) entre regiões do escalpo nas bandas teta, alfa e beta. Análise inicial revelou um efeito principal para condição (Anova 2- critérios de variação - condição versus blocos). Uma segunda Anova, também com 2 critérios de variação (condição versus região do escalpo), demonstrou um efeito principal para ambos os fatores. Em conclusão, a medida de coerência parece não ser uma ferramenta sensível para demonstrar diferenças entre áreas corticais em função de uma tarefa de procedimentos. The objective of the present study was to evaluate attentional, motor and electroencephalographic (EEG) parameters during a procedural task when subjects have ingested 6mg of bromazepam. The sample consisted of 26 healthy subjects, male or female, between 19 and 36 years of age. The control (placebo) and experimental (bromazepam 6mg) groups were submitted to a typewriting task in a randomized, double-blind design. The findings did not show significant differences in attentional and motor measures between groups. Coherence measures (qEEG) were evaluated between scalp regions, in theta, alpha and beta bands. A first analysis revealed a main effect for condition (Anova-2way - condition versus blocks). A second Anova 2-way (condition versus scalp regions) showed a main effect for both factors. The coherence measure was not a sensitive tool at demonstrating differences between cortical areas as a function of procedural learning.

O objetivo do presente estudo foi investigar alterações nos padrões eletroencefalográficos de sujeitos normais e destros durante o aprendizado motor de uma tarefa manual. Estudos recentes têm demonstrado que o córtex cerebral é suscetível a modificações em vários aspectos durante a aprendizagem e que tais alterações nos padrões eletrocorticais são resultado da aquisição de habilidades motoras e consolidação de memória. Para tal, a atividade elétrica cortical dos sujeitos foi analisada antes e depois da prática motora. Os dados foram captados pelo Braintech 3000 e analisados pelo programa Neurometrics. Para a análise estatística, variáveis comportamentais tais como tempo e erro foram observadas através de uma ANOVA one-way, blocos como efeito principal. Na variável neurofisiológica, potência absoluta, foi utilizado um teste t pareado a fim de detectar alterações entre os momentos pré e pós-aprendizagem, e diferentes eletrodos, CZ-C3/CZ-C4 em teta e alfa, e O1-P3/T3-F7 em beta. Os resultados principais demonstraram mudança na performance através das variáveis tempo e número de erros. Concomitantemente, foi verificado aumento de potência na banda alfa sobre áreas centrais (CZ-C3/CZ-C4) e diminuição em beta localizada na área temporoparietal esquerda (O1-P3/T3-F7). Alterações na banda teta, como demonstradas em outros experimentos, não ocorreram neste estudo. Tais resultados sugerem uma adaptação do córtex sensório-motor em que a alteração da atividade elétrica cortical é condizente com uma transição ao automatismo motor. The present study aimed to investigate alterations in EEG patterns in normal and right-handed individuals, during the process of learning a specific motor skill (typewriting). Recent studies have shown that the cerebral cortex is susceptible to several changes during a learning process and that alterations in the brain's electrical patterns take place as a result of the acquisition of a motor skill and memory consolidation. In this context, the subjects' brain electrical activity was analyzed before and after the motor task. EEG data was collected by a Braintech 3000 and analyzed by Neurometrics. For the statistical analysis, the behavioral variables "time" and "number of errors" were assessed by a one-way ANOVA, block as main factor. For the neurophysiological variable "absolute power", a paired t-test was performed for each pair of electrodes CZ-C3/CZ-C4, in the theta and alpha frequency bands and for O1-P3/T3-F7 in the beta band. The main results demonstrated a change in performance, through both behavioral variables ("time" and "number of errors"). At the same time, no changes were observed for the neurophysiological variable ("absolute power") in the theta band. On the other hand, a significant increase was observed in the alpha band in central areas (CZ-C3/CZ-C4) and a reduction in the beta band in temporal-parietal areas (O1-P3/T3-F7). These results suggest an adaptation of the sensory-motor cortex, as a result of the typewriting training. El objetivo del presente estudio fue el de investigar alteraciones en los padrones electroencefalográficos de sujetos normales y diestros durante el aprendizaje motor de una tarea manual Estudios recientes tienen demostrado que en el cortex cervical es susceptible a varias modificaciones en varios aspectos durante el aprendizaje, y que tales alteraciones en los padrones electrocorticales son los resultados de la adquisición de habilidades motoras y de la consodilación de la memoria. Para tal, la actividad cortical eléctrica de los sujetos fue analizada antes y después de la práctica motora. Los datos fueron captados por el "Braintech" 3000 y analizados por el programa "Neurometrics". Para el análisis estadístico, variables del comportamiento tales como tiempo y error fueron observadas a través de un ANOVA "one-way", bloques como efecto principal. En la variable neurofisiológica; potenbcia absoluta, fue utilizado el test-T pareado a fin de poder detectar alteraciones entre los momentos pre y post aprendizaje, en diferentes electrodos, CZ-C3/CZ-C4 en teta y alfa y O1-P3/T3-F7 en beta. Los resultados principales demonstraron un cambio en la performance a través del tiempo y en el número de errores Concomitantemente, fue observado y verificado un aumento de la potencia en la banda alfa sobre las áreas centrales (CZ-C3/CZ-C4) y una diminuición en beta localizada en el área temporo-parietal izquierda (O1-P3/T3-F7). Las alteraciones en la banda teta, como se han demostrado en otras experiencias, no ocurrieron en este estudiotales resultados sugieren una adapatación del la corteza sensorio-motora en la que la alteración de la actividad eléctrica cortical es coincidente con una transmición al automatismo motor.

The P300 component of the Event-Related Potential (ERP) is a general measurement of "cognitive efficiency". It is an index of the ability of an individual's Central Nervous System (CNS) to process incoming information. OBJECTIVE: To develop a normative database for the visual P300. METHODOLOGY: 30 right-handed individuals (same number of each sex), between 20 and 30 years of age, healthy, free of any cognitive impairment and not making use of psychoactive substances. Participants were submitted to a visual discrimination task, which employed the "oddball" paradigm. RESULTS: The expected scalp distribution trend was seen for latency but not for amplitude values. CONCLUSION: A high variability of latency and amplitude values was observed across the age span. Mean reaction time for the entire sample of the study was 391.56 ± 37.03 ms. O componente P300 do Potencial Evocado Relacionado a Evento é uma medida geral de "eficiência cognitiva" e um índice da qualidade do processamento e armazenamento de informações pelo sistema nervoso central. OBJETIVO: Desenvolvimento de um banco normativo do P300 visual. METODOLOGIA: 30 sujeitos destros (ambos os sexos), entre 20 e 30 anos de idade, sadios e livres de qualquer déficit cognitivo. Os sujeitos não estavam fazendo uso de substâncias psicotrópicas ou psicoativas e foram submetidos a uma tarefa de discriminação visual utilizando o paradigma "oddball". RESULTADOS: O padrão de distribuição cortical esperado foi observado para os valores de latência, mas não para os de amplitude. CONCLUSÃO: Foi observada grande variabilidade dos valores de latência e amplitude no grupo analisado. O tempo de reação médio da amostra foi 391,56 ± 37,03 ms.

Submitted by Moreno Barros (moreno@ct.ufrj.br) on 2020-10-13T23:06:25Z No. of bitstreams: 1 MichelleAraujoMesquita.pdf: 3494462 bytes, checksum: d652bf5979c688a1393fbc625ee2cd20 (MD5) Made available in DSpace on 2020-10-13T23:06:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MichelleAraujoMesquita.pdf: 3494462 bytes, checksum: d652bf5979c688a1393fbc625ee2cd20 (MD5) Previous issue date: 2019-09 Esse trabalho teve como objetivo desenvolver um modelo tridimensional giratório de um carrossel via Realidade Virtual Estereoscópica, investigar os efeitos na ativação cortical, ocasionando o Potencial Evocado Visual relacionado a Movimento (M-VEP) e induzir a instabilidade postural ortostática (PO). Vinte e dois voluntários saudáveis, entre 18 e 40 anos, de ambos os sexos foram submetidos, em PO, ao registro do EEG multicanal e da estabilometria durante a estimulação visual dinâmica (ED), utilizando duas velocidades (vel.) de rotação (5 °/s e 25 °/s), no sentido horário. O Grand-Average do M-VEP evidenciou o componente P3, com maiores amplitudes nas derivações da região occipto-centro-parietal. O teste-t corrido indicou que, no intervalo de 656 a 943 ms após a ED, o Grand-Average diferiu entre vel. alta e baixa. O aumento da entropia sugere o processamento em paralelo da informação dos objetos do cenário. O índice sincronização/dessincronização (ERD/ERS) evidenciou a maior ocorrência de sincronismo, para a vel. alta, na banda de frequência Teta na derivação occipital e, para a vel. baixa, na derivação occipital das bandas Alfa e Beta. Os resultados dos sinais estabilométricos indicaram que, ao utilizar o ED do tipo cilindro giratório, é possível detectar a variação do centro de pressão do indivíduo na vel. baixa This study aimed at developing a three-dimensional rotatory model of a carousel via Stereoscopic Virtual Reality to investigate the effects on cortical activation, causing Motion Visual Evoked Potential (M-VEP) and to induce orthostatic postural instability (OP). Twenty two healthy volunteers, between 18 and 40 years old, of both genders, were submitted, in OP, to multichannel EEG and stabilometry recording during dynamic visual stimulation (SD), using two rotational speeds (5 °/s and 25 °/s) clockwise. The Grand-Averaged M-VEP evidenced the P3 component, with larger amplitudes in the occipito-central-pariental region. The running t-test indicated that, within the range from 656 to 943 ms after SD, GrandAverage differed between high and low speeds. Increased entropy suggests parallel processing of the information of the scenarios objects. The synchronization/desynchronization index (ERD/ERDS) showed the highest occurrence of synchronism, for the high speed, in the frequency of Theta band in the occipital derivation and, for the low speed, in the occipital derivation of the Alpha and Beta bands. The results of the stabilometry indicated that using rotatory cylinder during dynamic visual stimulation, it’s possible to detect the variation of the individual’s center of pressure in low speed

Submitted by Moreno Barros (moreno@ct.ufrj.br) on 2020-10-14T02:25:36Z No. of bitstreams: 1 AnaCarolinaGomesDeAlmeidaAlbuquerque.pdf: 3675967 bytes, checksum: 2f85aa56ee48d3f230cb638bc43101c7 (MD5) Made available in DSpace on 2020-10-14T02:25:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnaCarolinaGomesDeAlmeidaAlbuquerque.pdf: 3675967 bytes, checksum: 2f85aa56ee48d3f230cb638bc43101c7 (MD5) Previous issue date: 2019-06 O eletroencefalograma (EEG) de longa duração (≥24-h) em monitoramento contínuo é diferencial no diagnóstico e classificação de eventos epileptiformes, como crises não convulsivas e status epilepticus, em pacientes de Unidades de Tratamento Intensivo (UTI). Este exame requer métodos objetivos de análise, redução e transmissão de dados. O objetivo desse trabalho é avaliar a especificidade e a sensibilidade dos métodos HaEEG e aEEG em combinação com EEG multicanal convencional na detecção de eventos epileptiformes. Uma arquitetura de integração de dados foi projetada para gerir o armazenamento, processamento e análise de dados de EEG. Foram utilizados dados do banco de dados de EEG público do CHB-MIT. O sinal reduzido foi obtido pela segmentação do envelope do EEG, com percentis 10 e 90 obtidos para cada segmento. A aplicação do filtro assimétrico (2-15 Hz) e em bandas clínicas (1-70 Hz) foi comparada. Os limiares superiores e inferiores dos segmentos do aEEG e HaEEG foram usados para classificar épocas ictais e não ictais. A classificação foi comparada com as anotações feitas por um especialista para cada paciente. As medianas das frequências instantâneas para períodos ictais e não ictais foram analisadas com Wilcoxon Rank Sum Test com significância para filtragem assimétrica (p = 0,0055), mas não nas bandas clínicas (p = 0,1816). Long-term electroencephalogram (EEG) monitoring (≥24-h) is a resourceful tool for properly diagnosis sparse life-threatening events like non-convulsive seizures and status epilepticus in Intensive Care Unit (ICU) inpatients. Such EEG data requires objective methods for data reduction, transmission and analysis. This work aims to assess specificity and sensibility of HaEEG and aEEG methods in combination with conventional multichannel EEG when achieving seizure detection. A database architecture was designed to handle the interoperability, processing, and analysis of EEG data. Using data from CHB-MIT public EEG database, the reduced signal was obtained by EEG envelope segmentation, with 10 and 90 percentiles obtained for each segment. The use of asymmetrical filtering (2-15 Hz) and overall clinical band (1-70 Hz) was compared. The upper and lower margins of compressed segments were used to classify ictal and non-ictal epochs. Such classification was compared with the corresponding specialist seizure annotation for each patient. The difference between medians of instantaneous frequencies of ictal and non-ictal periods were assessed using Wilcoxon Rank Sum Test, which was significant for signals filtered from 2 to 15 Hz (p = 0.0055) but not for signals filtered from 1 to 70 Hz (p = 0.1816).

Submitted by Moreno Barros (moreno@ct.ufrj.br) on 2020-10-14T18:32:57Z No. of bitstreams: 1 VivianyDiasGandra.pdf: 2370528 bytes, checksum: 0df9867bf0b4c601d710f1c4d552b241 (MD5) Made available in DSpace on 2020-10-14T18:32:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VivianyDiasGandra.pdf: 2370528 bytes, checksum: 0df9867bf0b4c601d710f1c4d552b241 (MD5) Previous issue date: 2019-04 A orientação espacial no controle postural é baseada na interpretação de informações sensoriais advindas dos sistemas somatossensorial, vestibular e visual. A estimulação visual dinâmica pode ser realizada em ambiente de realidade virtual, capaz de provocar alterações posturais durante a manutenção do equilíbrio, particularmente ao se empregar a estereoscopia, quando se espera um aumento na sensação de presença (imersão) do indivíduo no ambiente virtual. O objetivo do presente estudo foi investigar o efeito da estimulação visual dinâmica estereoscópica no processamento cortical do controle postural ortostático e sentado, visando estimar o M-VEP. Participaram deste estudo 25 voluntários sadios com faixa etária de 28,24 ± 7,06 anos. Sinais EEG foram coletados enquanto um cenário virtual era deslocado antero-posteriormente de forma pseudo-aleatória, aproximando-se ou afastando-se do observador. O componente P3 do M-VEP durante afastamento apresentou maior amplitude que o eliciado pela aproximação, tanto com os indivíduos em pé quanto sentados. As respostas aos estímulos com a posição em pé apresentaram maior variação da latência para aproximação, enquanto a variabilidade da amplitude do pico de P3 foi maior para o afastamento do cenário. Com os indivíduos sentados, tanto a latência, quanto a amplitude apresentaram maior variação de P3 para aproximação. Comparado as respostas dos estímulos na posição ortostática e na posição sentada, não se obteve diferença significativa, embora seja possível observar que indivíduos sentados acabam tendo menos imersão por conta da teoria da instabilidade. Spatial orientation in postural control is based on the interpretation of sensory information from somatosensory, vestibular and visual systems. Dynamic visual stimulation can be performed in a virtual reality environment, capable of provoking postural changes during balance maintenance, particularly when using stereoscopy, when an individual’s presence (immersion) sensation is expected to increase in the virtual environment. The aim of the present study was to investigate the effect of dynamic visual stimulation on cortical processing of orthostatic and seated postural control in order to estimate M-VEP. Twenty-five healthy volunteers with an age range of 28.24 ± 7.06 years participated in this study. EEG signals were collected while a virtual scenario was shifted antero-posteriorly in a pseudo-random fashion, approaching or moving away from the observer. The P3 component of the M-VEP during spacing presented greater amplitude than the one elicited by the approach, with both standing and sitting individuals. The responses to standing position stimuli presented higher latency variation for approximation, while the P3 peak amplitude variability was higher for the distance from the scenario. With the sitting individuals, both latency and amplitude presented greater variation of P3 for approximation. Comparing the responses of the stimuli in the orthostatic position and in the sitting position, no significant difference was obtained, although it is possible to observe that sitting individuals end up having less immersion because of the instability theory.

Submitted by Moreno Barros (moreno@ct.ufrj.br) on 2020-10-14T21:57:49Z No. of bitstreams: 1 BrunoFerreiraViana.pdf: 2535781 bytes, checksum: 90fcb31c625d817ce5f04d0e976a3db6 (MD5) Made available in DSpace on 2020-10-14T21:57:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BrunoFerreiraViana.pdf: 2535781 bytes, checksum: 90fcb31c625d817ce5f04d0e976a3db6 (MD5) Previous issue date: 2019-02 Esta Tese desenvolveu um protocolo de avaliação do movimento voluntário composto pela tarefa de interceptação de bola, em um ambiente de realidade virtual estereoscópica. Trinta e um voluntários destros participaram do protocolo experimental, que simulava a defesa de um pênalti do futebol a partir do ponto de vista de um goleiro, dividido em três tipos de estímulos: bola à esquerda, ao centro e à direita, sendo 28 estímulos, ordenados aleatoriamente, para cada um. Foram estudados dois trechos com vistas a observar o potencial de expectativa relacionado ao movimento (CNV): (1) 2 s antes do início do movimento detectado pelo acelerômetro e (2) 4 s compreendidos entre o som do apito e o início do movimento da bola. As épocas compostas pelo trecho (2) apresentaram uma maior CNV (p < 0,001) comparadas às do trecho (1). O índice ERD/ERS, aplicado a 28 pares de épocas de 0,5 s cada, indicaram a ocorrência de ERS na banda gama, mas não para beta e alfa, e, além disso, a ocorrência de sincronização parece diferir em função da direção da bola. A complexidade do EEG foi analisada, indicando que o efeito da direção da bola não foi detectado pelo tempo de resposta (TRM – p > 0,05), mas sim pelas respostas corticais (p < 0,05), e somente após a bola iniciar sua trajetória (p < 0,001). Portanto, os resultados indicam que a direção da bola influencia a complexidade cortical após o início do movimento da bola. This Thesis developed a voluntary movement evaluation protocol, composed by a ball interception task, in a stereoscopic virtual reality environment. Thirty one righthanded volunteers participated of the experimental protocol, that simulated the point of view of goal keeper during soccer penalty defense, with three types of random stimuli, 28 each: left, centered and right ball. Two segments of EEG signals were studied in order to observe the expectancy-related potential (CNV). (1) 2 s before the beginning of the movement detected by the accelerometer and (2) 4 s between the sound of the whistle and the beginning of the movement of the ball. The epochs composed by the segment (2), present a higher CNV (p < 0.001) when compared to the segments (1). The ERD/ERS index was applied to 28 pairs of epochs of 0.5 s each, and indicates a consistent occurrence of ERS in the gamma band, but not for alpha and beta bands, and additionally, the occurrence of synchronization seems to differ related to ball direction. The EEG complexity was analyzed, indicating that the effect of ball direction was not detected by the response time (TMR – p > 0.05), but by the cortical responses (p < 0.05), and only after the ball initiate your trajectory (p < 0.001). Therefore, it seems that the ball direction influence the complexity of cortical responses after the beginning of the ball’s motion. Forma adicional Também disponível on-line.

Submitted by Daniele Fonseca (daniele@ct.ufrj.br) on 2020-04-29T12:21:39Z No. of bitstreams: 1 LuizFernandoPereira.pdf: 5218238 bytes, checksum: 7f1c14475347e8172c4b44d70bde8b17 (MD5) Made available in DSpace on 2020-04-29T12:21:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LuizFernandoPereira.pdf: 5218238 bytes, checksum: 7f1c14475347e8172c4b44d70bde8b17 (MD5) Previous issue date: 2018-12 O acidente vascular cerebral (AVC) pode ocasionar disfunções motoras e sensoriais. A inferência das alterações sensitivas é importante para o acompanhamento evolutivo da reabilitação motora destes indivíduos. O teste de limiar de percepção (LS) a estimulação elétrica senoidal (EES) de diferentes frequências é considerado uma alternativa capaz de mensurar o LS de diferentes fibras sensitivas periféricas. A resposta cerebral a EES já foi estudada em participantes sadios, com base na sincronização e dessincronização de ritmos cerebrais em sinais de eletroencefalografia (EEG). Contudo, a complexidade dos sinais de EEG relacionada a EES não foi investigada. O estudo objetivou investigar a complexidade da resposta cortical eliciada por EES. Sinais de EEG de 25 indivíduos registrados (14 eletrodos posicionados conforme o sistema internacional 10-10) em estudo anterior com EES de 5 Hz e 3 kHz, e intensidades de 1,2, 2 e 3xLS, foram utilizados. Registrou-se sinais de EEG em 7 participantes pós-AVC com EES de 3 kHz e intensidade de 2xLS. A EES foi aplicada sobre o nervo radial superficial em ambos os grupos. A complexidade de diferentes ritmos cerebrais no sinal de EEG foi estimada pela entropia de permutação (EP). Os resultados indicaram maior LS dos indivíduos pós-AVC em relação ao dos sadios, na frequência de 3 kHz. A EP para os participantes sadios mostrou incremento da complexidade dos sinais de EEG na maioria das derivações, sobretudo na região cortical somatossensitiva primária, e no ritmo beta. No grupo pós-AVC, a complexidade mostrou grande variabilidade interindividual. Contudo, no ritmo beta, em 5 indivíduos, observou-se maior complexidade em relação à dos sadios na maioria das derivações. No ritmo alfa observou-se menor complexidade em relação à dos sadios. A combinação entre a EES e EP pode favorecer o surgimento ou aprimoramento de técnicas diagnósticas e de reabilitação de indivíduos acometidos por lesões no SNC. Stroke can cause motor and sensory dysfunction. The inference of the sensory alterations is important for the evolutionary follow-up of the motor rehabilitation of these individuals. The perception threshold (LS) test for sinusoidal electric stimulation (EES) of different frequencies is considered an alternative to measure the LS of different peripheral sensory fibers. The cerebral response to EES has already been studied in healthy participants, based on the synchronization and desynchronization of cerebral rhythms on electroencephalography (EEG) signals. However, the complexity of EES-related EEG signals was not investigated. This study aimed to investigate the complexity of the cortical response elicited by EES. EEG signals from 25 registered individuals (14 electrodes positioned according to the international system 10-10) in a previous study with 5 and 3000 Hz EES, and intensities of 1,2, 2 and 3xLS were used. EEG signals were recorded in 7 post-stroke participants with 3 kHz EES with intensity of 2xLS. The EES was applied on the superficial radial nerve in both groups. The complexity of different brain rhythms in the EEG signal was estimated by permutation entropy (EP). The results indicated higher LS of post-stroke subjects in relation to the healthy participants, at the frequency of 3 kHz. EP for healthy participants showed an increase in the complexity of EEG signals in most derivations, especially in the primary somatosensory cortical region, and in the beta rhythm. In the post-stroke group, the complexity showed great interindividual variability. However, in the beta rhythm, in 5 individuals, it was observed a greater complexity than the healthy ones in most of the derivations. In the alpha rhythm it was observed to be less complex than the healthy ones.

Submitted by Moreno Barros (moreno@ct.ufrj.br) on 2020-04-29T01:19:30Z No. of bitstreams: 1 VanessaSantosDeAndrade.pdf: 3644673 bytes, checksum: 29c8104a9dd3f948abacaef290c78c76 (MD5) Made available in DSpace on 2020-04-29T01:19:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VanessaSantosDeAndrade.pdf: 3644673 bytes, checksum: 29c8104a9dd3f948abacaef290c78c76 (MD5) Previous issue date: 2018-10 O AVC causa diversas alterações sensório-motoras, dentre elas o aumento da cocontração, a qual tem sido inferida a partir de índices temporais, com base em sinais de eletromiografia (EMG). A estimativa de índices de co-contração no domínio da frequência poderia fornecer informações relevantes. Este trabalho propõe novos índices para avaliar a co-contração, com base na análise de sinais de EMG no domínio da frequência. Sinais de EMG de músculos extensores (2) e flexores (3) dos dedos da mão de indivíduossadios (n=32) e pós-AVC (13) foram registrados. Foram obtidos: (a) ICM(f) - índice durante a execução do movimento; (b) ICR(f) - índice entre os movimentos; e (c) ICD(f) - relação entre esses dois índices. A correlação entre estes índices e a Fugl-Meyer (FM) do grupo pós-AVC foi avaliada. Identificaram-se três faixas de frequência para os índices (p < 0,05, com correção Bonferroni): Faixa 1 (de 40 a 160 Hz), Faixa 2 (de 160 a 300 Hz) e Faixa 3 (de 300 a 440 Hz). Os índices mostraram-se significativamente diferentes entre os grupos, principalmente o ICD(f), sendo que a sua correlação foi significativa (≈ 0,9; p < 0,05) com os escores da FM em indivíduos pós-AVC. Os novos índices propostos neste estudo foram capazes de verificar diferenças na co-contração entre sadios e pós-AVC, mostrando-se promissores para avaliar a função motora em indivíduos pós-AVC. Stroke causes motor changes, including increased co-contraction, which has been inferred from temporal indexes based on electromyography (EMG) signals. Estimating co-contraction rates in the frequency domain could provide relevant information. This work proposes new indexes to evaluate co-contraction based on the analysis of EMG signals in the frequency domain. EMG signals of extensor (2) and flexor (3) fingers muscles from healthy (n = 32) and post-stroke (13) individuals were recorded. The following were obtained: (a) ICM (f) - index during the execution of the movement; (b) ICR (f) - index between movements; and (c) ICD (f) - the relationship between these two indexes. The correlation between these indexes and the Fugl-Meyer (FM) was evaluated for the post-stroke group. There were identified three frequency ranges for the indexes (p < 0.05, with Bonferroni correction): Range 1 (from 40 to 160 Hz), Range 2 (from 160 to 300 Hz) and Range 3 (from 300 to 440 Hz). The indexes were significantly different between the groups, mainly the ICD (f), and their correlation was significant (≈ 0.9; p < 0.05) with the FM scores in post-stroke individuals. The new indexes proposed in this study were able to verify differences in the co-contraction between healthy and poststroke, besides they are promising to evaluate motor function in post-stroke individuals.

Submitted by Moreno Barros (moreno@ct.ufrj.br) on 2020-04-29T01:37:53Z No. of bitstreams: 1 BrunoRaphaelPastorDeMelo.pdf: 9631963 bytes, checksum: 53f5ec576d1ffdabcb960d908792e308 (MD5) Made available in DSpace on 2020-04-29T01:37:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BrunoRaphaelPastorDeMelo.pdf: 9631963 bytes, checksum: 53f5ec576d1ffdabcb960d908792e308 (MD5) Previous issue date: 2018-05 Durante as últimas décadas, um grande esforço vem sendo empreendido no sentido de identificar marcadores fisiológicos objetivos dos estados emocionais subjetivos. Este trabalho apresenta um protocolo experimental para indução das emoções ternura e angústia que utiliza uma estimulação multimodal com a combinação de um cenário de realidade virtual com músicas. O protocolo foi aplicado em coletas de neurofeedback utilizando imagens de ressonância magnética funcional que mostraram ser possível ativar regiões cerebrais relacionadas com as emoções estudadas. Posteriormente, foi realizado um novo estudo sobre o protocolo com coletas de sinais eletroencefalográficos (EEG), cujos dados foram utilizados em análises off-line com redes neurais artificiais. Os resultados demonstraram ser possível distinguir estados emocionais complexos usando características dos sinais de EEG com acurácias máximas acima de 90%. Além disto, permitiram uma melhor compreensão sobre os mecanismos de regulação emocional voluntária e seus correlatos neurais, podendo contribuir para o desenvolvimento de novas ferramentas e/ou equipamentos na área neurotecnológica. During the last decades, a significant effort has been made to identify objective physiological markers of subjective emotional states. This work presents an experimental protocol for the induction of tenderness and anguish emotions using a multimodal stimulation with the combination of a virtual reality (VR) scene with excerpts of music. The protocol was applied in neurofeedback acquisitions using functional magnetic resonance imaging (fMRI) that demonstrated to be possible activate brain regions related to the emotions studied. Subsequently, a new study on the protocol using electroencephalographic (EEG) signals was done, where data were used in offline analysis with artificial neural networks. The results demonstrated that it is possible to distinguish complex emotional states through EEG features with maximum accuracy above 90%. In addition, they allowed a better understanding of the mechanisms of voluntary emotional regulation and its neural correlates, and could contribute to the development of new tools and/or neurotechnological equipment.

Submitted by Daniele Fonseca (daniele@ct.ufrj.br) on 2020-04-29T01:02:43Z No. of bitstreams: 1 AluizioDAffonsecaNetto.pdf: 7190499 bytes, checksum: f98a92012ae9d49147656daea659e07f (MD5) Made available in DSpace on 2020-04-29T01:02:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AluizioDAffonsecaNetto.pdf: 7190499 bytes, checksum: f98a92012ae9d49147656daea659e07f (MD5) Previous issue date: 2018-04 Interfaces cérebro computador (BCI) são sistemas capazes de traduzir informações da atividade neuronal do córtex em ações de controle em dispositivos para reabilitação de sujeitos com dificuldades de comunicação ou motoras. Diferentemente das interfaces passivas, que utilizam sinais endógenos do próprio indivíduo, as interfaces ativas fazem uso de potenciais evocados por estímulos sensoriais externos, como a fotoestimulação intermitente. Estas interfaces possuem menor complexidade e tempo de processamento em comparação com as interfaces passivas e contam com detectores de potencial evocado para detecção objetiva de respostas evocadas aplicadas em BCI. Neste trabalho é desenvolvida uma BCI que utiliza detectores online, tais como a coerência múltipla (MMSC) e teste F local normalizado (TFLN), cuja detecção se baseia em limiares estatísticos estabelecidos a priori de modo a aumentar sensibilidade e especificidade do sistema de decisão e reduzir o tempo de resposta. O sistema proposto possui quatro conjuntos de LEDs (Light Emission Diode) dispostos nas bordas de um monitor LCD, cada um dos quais piscando a uma frequência distinta. A resposta evocada detectada no sinal EEG em 8 derivações é usada para mover um cursor na direção acima, abaixo, direta e esquerda, conforme o sujeito fixa o olhar em um dos LEDs. Os resultados do uso do sistema com quinze voluntários indica ser este capaz de detectar respostas com atraso m´médio 5,66 s para MMSC e 1,38 s para o TFLN. A acurácia obtida nos testes permite aplicação das t´técnicas desenvolvidas em BCIs, em especial, o TFLN que permite comparação de respostas e possui baixa sensibilidade a desvios de fase no sinal de estimulação. Brain Computer Interfaces (BCI) are systems that are capable of translating information from the neuronal activity of a subject into controlling signals for external devices to be used for communication and motor impairment rehabilitation. The active interface developed here uses evoked potentials of periodic sensory stimulation, such as intermittent photic stimulation, which exhibits reduced complexity and processing time in comparison with passive interfaces. In this BCI, online detectors are used, such as, multiple magnitude square coherence (MMSC) and normalized local F-test (TFLN), whose detection is based on statistical thresholds in order to increase sensitivity and specificity of the decision system and reduce response time. The proposed system has four sets of LEDs (Light Emission Diode) arranged on the edges of an LCD monitor, each of which blinking at a different frequency. The evoked response detected on 8 lead EEG signals is used to move a cursor on up, down, left, and right directions as the subject gazes one of the LEDs. The results of the use of the system with fifteen volunteers indicate that it is capable of detecting responses with a delay of 5.66 s for MMSC and 1.38 s for TFLN. The accuracy obtained in the tests allows application of the developed techniques in practice BCIs, in particular, the TFLN allows comparison of responses and low sensibility for phase deviations in the stimulation signal.

Submitted by Christianne Fontes de Andrade (cfontes@ct.ufrj.br) on 2019-05-10T16:02:20Z No. of bitstreams: 1 877403.pdf: 1059633 bytes, checksum: ac15fcf9f3ef98990917170b6bd4ad8c (MD5) Made available in DSpace on 2019-05-10T16:02:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 877403.pdf: 1059633 bytes, checksum: ac15fcf9f3ef98990917170b6bd4ad8c (MD5) Previous issue date: 2017-08 Os ajustes na integração das informações sensoriais, que ocorrem no córtex devido a perturbações no controle postural, provocam aumento na atividade do córtex, e este aumento da atividade gera o dessincronismo no EEG. Neste estudo, tais perturbações foram causadas por meio de um estímulo visual dinâmico (ED). Uma forma de análise de sinais de EEG é o cálculo da entropia do sinal, que mede o grau de complexidade acerca de uma determinada mensagem ou sinal. Este estudo consistiu no emprego da Entropia de Permutação (PE) para a análise dos registros de EEG obtidos durante ED com o indivíduo nas posições ortostática e sentada. Os resultados evidenciaram uma variação na complexidade do sinal EEG, eliciada pelo estimulo visual dinâmico nas derivações occipitais, parietais e centrais, mas não nas frontais, na faixa de frequência entre 1 e 40 Hz. A análise realizada no ritmo neural beta1 indicou haver alteração na complexidade deste ritmo, mas apenas nas derivações O1 e O2. Os ritmos teta, alfa e beta2 apresentaram variação significativa nas derivações occipitais, parietais e centrais, novamente as derivações frontais não apresentaram variação de complexidade. O ritmo gama não apresentou variação em nenhuma derivação. A análise dos sinais estabilométricos indicou haver variação dos valores de entropia quando tais sinais correspondem ao sentido anteroposterior do balanço dos indivíduos durante o movimento do ED. Adjustments in the integration of sensory information, which occur in the cortex due to disturbances in postural control, cause an increase in the activity of the cortex, and this increased activity generates the desynchronism in the EEG. In this study, such changes were caused by a dynamic visual stimulus (ED). One form of EEG signal analysis is the calculation of signal entropy, which measures the degree of complexity about a particular message or signal. This study consisted in the use of Permutation Entropy (PE) for the analysis of the EEG records obtained during ED with the individual in the orthostatic and seated positions. The results showed a variation in EEG signal complexity, elicited by dynamic visual stimulation in the occipital, parietal and central leads, but not in the frontal ones, in the frequency range between 1 and 40 Hz. The analysis performed in the beta1 neural rhythm indicated a change in the Complexity of this rhythm, but only on leads O1 and O2. Theta, alpha and beta2 rhythms presented significant variation in the occipital, parietal and central derivations; again the frontal leads did not present a variation of complexity. The gamma rhythm showed no variation in any derivation. The analysis of the stabilometric signals indicated that there is variation of the entropy values when these signals correspond to the anteroposterior direction of the individuals' balance during the movement of the ED.

Submitted by Christianne Fontes de Andrade (cfontes@ct.ufrj.br) on 2019-10-22T14:23:11Z No. of bitstreams: 1 877657.pdf: 1739243 bytes, checksum: 98f496931c4a563383685aa682a71f2b (MD5) Made available in DSpace on 2019-10-22T14:23:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 877657.pdf: 1739243 bytes, checksum: 98f496931c4a563383685aa682a71f2b (MD5) Previous issue date: 2017-08 Atividades cerebrais em resposta à música têm sido investigadas de diferentes maneiras nos últimos anos. Porém, o mapeamento contínuo da atividade cerebral ao ouvir música, em combinação com a modelagem de características musicais, é uma abordagem recente. Os chamados “modelos de codificação” permitem capturar os efeitos de múltiplas variáveis do estímulo na resposta cerebral. Ainda, estes modelos podem ser utilizados para decodificar ou identificar estímulos a partir da atividade cerebral. Este trabalho utiliza essas novas abordagens de codificação e decodificação da atividade cerebral em resposta à música. Primeiro, características musicais extraídas do sinal de áudio são mapeadas para a atividade cerebral, registrada por ressonância magnética funcional. A partir desse mapeamento, as representações espaciais e multivariadas são decodificadas para identificar qual música foi escutada. Numa investigação sistemática, os parâmetros internos da modelagem que levam ao desempenho ótimo do modelo são revelados e discutidos. Entre os parâmetros mais importantes são a escolha ideal da dimensão espacial e a consideração da entropia das músicas, resultando em acurácias máximas de até 95%. The neural correlates of listening to music have been investigated in several ways. However, mapping ongoing brain activity during naturalistic music listening combined with detailed models of musical features is an emerging approach. The socalled “encoding models” allow capturing the effects of multiple stimulus variables on brain responses that can be used subsequently to decode or identify stimuli from brain activity. This work applies methods for encoding and decoding brain activity in response to naturalistic music listening. First, musical features are extracted from the audio signal and mapped to brain activity, measured by functional magnetic resonance imaging. Building on this mapping, multivariate spatial representations are decoded in order to identify a specific music which is listened as the activity is measured. Further, a systematic investigation reveals internal parameters that maximize model performance. Among the most important parameters are the ideal point in the spatial dimension and the consideration of entropy of the music pieces, resulting in maximum accuracies of up to 95%.

Submitted by Christianne Fontes de Andrade (cfontes@ct.ufrj.br) on 2019-06-06T17:53:35Z No. of bitstreams: 1 877061.pdf: 12218295 bytes, checksum: 1e7112f3703cd436eb6c9c30430b42ba (MD5) Made available in DSpace on 2019-06-06T17:53:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 877061.pdf: 12218295 bytes, checksum: 1e7112f3703cd436eb6c9c30430b42ba (MD5) Previous issue date: 2017-03 "[PT] Este estudo visou aplicar a Transformada de Hilbert na redução dos dados de EEG (Eletroencefalografia). O escopo deste estudo foi analisar as diferenças entre dois métodos de redução do EEG, amplitude-integrated EEG (aEEG) e Hilbert aEEG (HaEEG). A diferença está na obtenção do envelope do sinal, que é obtido empregando um filtro passa-baixas Butterworth de 5ª ordem, no aEEG, e a partir do módulo do sinal analítico obtido pela Transformada Discreta de Hilbert (TDH), no HaEEG. Objetivou-se investigar a aplicação da TDH para obter o envelope na redução do EEG; comparar diferentes parâmetros para obtenção do envelope utilizando o filtro Butterworth; analisar e comparar os envelopes Butterworth e de Hilbert; e comparar a filtragem do sinal do HaEEG entre 2 e 15 Hz e entre 1 e 70 Hz. A metodologia consistiu em avaliar a ordem do filtro Butterworth e o parâmetro de escalonamento para o aEEG por meio de um sinal conhecido, comparar visualmente aEEG e HaEEG na mesma faixa de frequência (2-15 Hz) e comparar HaEEG nas faixas de frequência 2-15 Hz e 1-70 Hz. Foi realizada uma comparação entre os trechos de 15 s do sinal cru, sinal filtrado 2-15 Hz e também 1-70 Hz, e entre os respectivos envelopes do aEEG e do HaEEG. Concluiu-se que a Transformada de Hilbert é um método eficaz para reduzir sinais de EEG. O envelope do aEEG é melhor obtido por meio do filtro Butterworth de 2ª ordem utilizando Lei Quadrática e Sem Ganho. O envelope de Hilbert assemelha-se ao sinal original e destaca melhor os trechos de crise da atividade de fundo comparado ao Butterworth. A faixa de frequência 2-15 Hz pode omitir características epilépticas." "[ENG] This work aimed to apply the Hilbert Transform to the Electroencephalogram (EEG) data reduction. The scope of this work was to analyze differences between two EEG reduction methods, amplitude-integrated EEG (aEEG) and Hilbert aEEG (HaEEG). The main difference is in the signal envelope obtention: the aEEG uses a 5th - order Butterworth lowpass filter, and the HaEEG uses the analytical signal module of Discrete Hilbert Transform (DHT). One aimed at investigating the use of DHT to obtain the envelope in EEG reduction; to compare different parameters to obtaining the envelope using the Butterworth filter; to analyze and to compare the Butterworth and Hilbert envelopes; and to compare the filtering of HaEEG signal within the band 2- 15 Hz and within 1 and 70 Hz. The methodology consisted of evaluating the Butterworth filter order and the scaling parameter for the aEEG by means of a known signal, to visually compare aEEG and HaEEG in the same frequency range (2 to 15 Hz) and to compare HaEEG in frequency ranges 2 to 15 Hz and 1 to 70 Hz. One fulfilled the comparison between segments of 15 s of raw signal, 2-15 Hz and 1-70 Hz filtered signal, and between the respective envelopes, of the aEEG and HaEEG. In conclusion the Hilbert Transform is an effective method to reduce EEG signals. The aEEG envelope is better obtained by means of 2nd order Butterworth using Square Law and No Gain. Hilbert envelope resembles the original signal and highlights better the seizure segments in relation to background activity compared to Butterworth. The frequency range within 2-15 Hz can omit epileptic characteristics."

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Dissertação de Mestrado em Engenharia Biomédica, realizada no Laboratório de Processamento de Imagens e Sinais da Universidade Federal do Rio de Janeiro, para obtenção do título de Mestre em Engenharia Biomédica na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa Neste estudo foi investigado o impacto da atenção e emocional dos anúncios publicitários através da aplicação de técnicas de processamento digital de sinais EEG. Os sinais EEG de 32 voluntários saudáveis foram adquiridos durante 300s de olhos fechados (OF) e durante a visualização de um filme composto por trechos de um documentário e por seis anúncios de diversos produtos. Com base nas respostas ao questionário, no qual os sujeitos emitiram a sua opinião, foram seleccionados o anúncio B (EVB) e o anúncio C (EVC) para análise por serem,respectivamente, o que menos gostaram e despertou emoções negativas ou o preferido e,portanto, o que despertou emoções positivas. A análise de sincronismo entre os sinais de EEG da actividade durante a estimulação (EVB e EVC) e a actividade de olhos fechados (OF), em torno de ±1Hz do pico de ALFA (BPA) para as derivações parieto-temporo-occipitais, foi realizada utilizando-se o índice event related dessynchronization / synchronization, ERD/ERS(f). Por um lado, os resultados do índice ERD/ERS(f), para α=0,05 com correcção de Bonferroni, e do Teste de Wilcoxon (α=0,05) indicaram dessincronismo na BPA com distribuição topográfica homogénea, tanto para EVB como EVC. Por outro lado, o Teste de Wilcoxon aplicado ao grau médio de sincronismo da BPA, indicou somente as regiões parieto-temporais esquerdas como as de maior dessincronismo quando os sujeitos eram estimulados pelo anúncio C, ou seja, o anúncio preferido e considerado pelos mesmos como de impacto emocional mais positivo. Tais resultados indicam a potencialidade do uso do índice ERD/ERS(f) na avaliação da resposta electrofisiológica cortical à publicidade e propaganda, em particular no que concerne à ligação emocional.