Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Εκτίμηση ενεργού συνδεσιμότητας εγκεφαλικών δικτύων σε κατάσταση ηρεμίας βάσει δεδομένων ηλεκτροεγκεφαλογραφίας

Koltsidopoulou Maria-Despoina

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Η Ηλεκτροεγκεφαλογραφία είναι από τις πιο διαδεδομένες τεχνικές για τη μελέτη της συνδεσιμότητας του εγκεφάλου σε υγιή κατάσταση καθώς και των αλλαγών που οφείλονται σε διάφορες ασθένειες και διαταραχές της εγκεφαλικής λειτουργίας. Η έννοια της ενεργού συνδεσιμότητας προσφέρει έναν τρόπο κατανόησης της αιτιώδους αρχιτεκτονικής που συνδέει διάφορες περιοχές του εγκεφάλου. Η παρούσα εργασία εστιάζει στην εκτίμηση της ενεργού συνδεσιμότητας του εγκεφάλου όπως προκύπτει από χρονοσειρές εγκεφαλογραφημάτων σε κατάσταση ηρεμίας χρησιμοποιώντας μεθόδους ανάλυσης αιτιότητας. Οι μέθοδοι ανάλυσης αιτιότητας αποσκοπούν στην ποσοτικοποίηση των αιτιωδών σχέσεων μεταξύ συζευγμένων χρονοσειρών. Η παρούσα εργασία χρησιμοποιεί δύο διαφορετικές μεθοδολογίες, την αιτιότητα κατά Granger και τον ρυθμό ροής πληροφορίας. Η μέθοδος Granger βασίζεται στην θεωρία γραμμικών χρονοσειρών ενώ η μέθοδος ροής πληροφορίας βασίζεται στη θεωρία των στοχαστικών δυναμικών συστημάτων και την έννοια της εντροπίας. Σύμφωνα με όσα γνωρίζουμε, η παρούσα εργασία αποτελεί την πρώτη προσπάθεια σύγκρισης των δύο μεθόδων γενικότερα, αλλά και ειδικότερα όσον αφορά τον υπολογισμό της ενεργού συνδεσιμότητας του εγκεφάλου. Η παρούσα διπλωματική εργασία διερευνά αρχικά την ικανότητα των μεθόδων Granger και ρυθμού ροής πληροφορίας να προσδιορίζουν αιτιώδεις σχέσεις σε συνθετικές χρονοσειρές που προέρχονται από προσομοιώσεις. Οι δύο μέθοδοι εφαρμόζονται σε προσομοιωμένα δεδομένα για τα οποία είναι γνωστή η κατεύθυνση της αιτιότητας. Αμφότερες οδηγούν σε παρόμοια αποτελέσματα που συμφωνούν με την αναμενόμενη κατεύθυνση αιτιότητας όταν εφαρμόζονται σε (α) ένα στοχαστικό σύστημα δύο συνήθων διαφορικών εξισώσεων και (β) σε ένα διανυσματικό αυτοπαλινδρομούμενο σύστημα δεύτερης τάξης με δύο μεταβλητές. Εφαρμόστηκε επιπρόσθετα η μέθοδος των τυχαίων αναδιατάξεων για τον έλεγχο της στατιστικής σημαντικότητας των συνδέσεων που ανιχνεύονται με την μέθοδο ροής πληροφορίας. Στην περίπτωση εφαρμογής των μεθόδων σε ένα διανυσματικό αυτοπαλινδρομούμενο σύστημα πρώτης τάξης με έξι μεταβλητές, η μέθοδος ροής πληροφορίας παράγει αποτελέσματα σύμφωνα με τις αναμενόμενες αιτιώδεις συνδέσεις, ενώ η μέθοδος αιτιότητας κατά Granger εντοπίζει περισσότερες αιτιώδεις συνδέσεις από τις υπάρχουσες στο σύστημα. Στη συνέχεια, οι δύο μέθοδοι εφαρμόζονται σε σήματα ηλεκτροεγκεφαλογραφίας τα οποία προέρχονται από εφήβους άνδρες σε κατάσταση ηρεμίας, προκειμένου να χαρτογραφηθούν οι κατευθυντικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ διαφορετικών περιοχών του εγκεφάλου. Πριν από την εφαρμογή των μεθόδων αιτότητας πραγματοποιήθηκε διερευνητική ανάλυση των δεδομένων, η οποία περιλαμβάνει την εκτίμηση διαφορετικών μοντέλων κατανομής πιθανότητας, βαριογραμμάτων, και φασματικής ανάλυσης. Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της ροής πληροφορίας, καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι παρατηρείται έντονη δραστηριότητα στον ινιακό λοβό του εγκεφάλου. Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της αιτιότητας κατά Granger, συμπεραίνουμε ότι η εντονότερη δραστηριότητα εστιάζεται τόσο στη πρόσθια όσο και την οπίσθια περιοχή του εγκεφάλου, μεταφέροντας πληροφορία από το ένα ημισφαίριο στο άλλο. Τα παραπάνω συμπεράσματα βασίζονται σε μέσες τιμές ως προς την ομάδα των 32 υγιών συμμετεχόντων. Οι παρατηρούμενες διαφορές της ενεργού συνδεσιμότητας βάσει των δύο μεθόδων χρήζουν περαιτέρω διερεύνησης. Πραγματοποιήθηκε επίσης τεμαχισμός των χρονοσειρών σε μικρότερα χρονικά παράθυρα και εκ νέου ανάλυσή τους με την εφαρμογή της μεθόδου ροής πληροφορίας. Το εξαγόμενο συμπέρασμα είναι ότι η ενεργός συνδεσιμότητα, όπως αυτή υπολογίζεται με την μέθοδο ροής πληροφορίας, παρουσιάζει έντονη μεταβλητότητα στον χρόνο.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες