RT info:eu-repo/semantics/masterThesis
T1 Análisis de los mecanismos neurodegenerativos implicados en la progresión del deterioro cognitivo leve mediante redes múltiplex
A1 Lesarri Sainz, Laura
A2 Universidad de Valladolid. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación
K1 Redes múltiplex
K1 Deterioro cognitivo leve
K1 Teoría de grafos
AB El deterioro cognitivo leve (DCL) se refiere a la condición clínica entre el envejecimiento normal y la demencia debida a enfermedad de Alzheimer (EA). En ella las personas experimentan una pérdida de memoria mayor de lo que cabría esperar por su edad. Conocer la relación entre la organización de las redes neuronales y sus componentes es la clave para la comprensión de la enfermedad y su diagnóstico posterior. El objetivo principal de este Trabajo Fin de Máster (TFM) es caracterizar la progresión del DCL a través de una aproximación múltiplex. De esta forma, es posible detectar los cambios en las arquitecturas funcionales de la actividad cerebral. En este TFM, los algoritmos empleados se han aplicado a señales de electroencefalograma (EEG) procedentes de la base de datos del Hospital Universitario Río Hortega. Esta contiene 114 señales registradas en condiciones de reposo y ojos cerrados, y está compuesta por diferentes grupos: controles cognitivamente sanos y pacientes con DCL en diversas fases. Para cada EEG se ha construido la red múltiplex que corresponde a cada sujeto. Para esto, se han calculado las matrices de adyacencia mediante el phase lag index (PLI) en seis bandas de frecuencia: delta (1-4 Hz), zeta (4-8 Hz), alfa (8-13 Hz), beta 1 (13-19 Hz), beta 2 (19-30 Hz) y gamma (30-70 Hz). Seguidamente, se han calculado diferentes parámetros que permiten caracterizar la red: el grado de nodo, el grado de superposición, el coeficiente de participación multiplex, la información mutua, el grado de acoplamiento, la centralidad intermedia y la eficiencia local. Finalmente, los resultados se estudiaron a través de los test estadísticos de Kruskal-Wallis y de Mann-Whitney, con el fin de localizar diferencias estadísticamente significativas entre grupos. Los resultados para el grado del nodo sugieren que, por un lado, el número de conexiones para un mismo nodo depende del nivel en la que se encuentre; y, por el otro, que es más probable hallar hubs en las capas con menor frecuencia. En cuanto a la distribución del grado de superposición, los resultados revelan una disminución considerable en el caso de sujetos con DCL que evolucionaron a demencia por EA. Esto seguramente esté estimulado por la disminución de la capacidad de transmisión de la información neuronal, provocando una disminución en los lazos funcionales. En tercer lugar, en el coeficiente de participación múltiplex se observa que los sujetos sanos poseen nodos con una tendencia más alta a transmitir de manera mucho más homogénea. Además, se obtienen distinciones en los coeficientes de correlación entre el coeficiente de participación mutua y el grado de superposición. Se observan correlaciones positivas en controles y negativas para pacientes con cualquier tipo de DCL. Esto significa que los hubs de sujetos sanos se comportan como conectores entre niveles, mientras que en las redes de las personas con DCL tienden a mostrarse como nodos periféricos. Los resultados de las matrices de información mutua, aunque debieran de mostrar evoluciones de las redes hacia estados más simples, no se difieren resultados significativos. En cuanto al coeficiente de acoplamiento, los resultados muestran una disminución en los valores para el grupo de sujetos sanos. Esto significa que, la probabilidad de que se formasen triángulos entre nodos localizados en distintas capas de la red es mayor para cualquiera de los grupos con DCL. En penúltimo lugar, la centralidad intermedia toma valores más altos para sujetos sanos. Por el contrario, en los pacientes con DCL la centralidad intermedia se reduce, siendo aún menor en aquellos pacientes cuya evolución generará EA. Esto indica que el número de nodos puente decae conforme el proceso neurodegenerativo avanza. Finalmente, los valores de eficiencia local disminuyen en el caso de los controles y aumentan ligeramente para todos los grupos afectados con DCL. Este hecho representaría la idea de que las subredes formadas entre diferentes capas de la red múltiplex son más eficientes en el caso de pertenecer a sujetos con DCL, que en el caso de personas totalmente sanas. Por tanto, se puede concluir que los mecanismos de actividad funcional se vuelven más sencillos conforme el DCL progresa, al mismo tiempo que la plasticidad del cerebro intenta contrarrestar dicha neurodegeneración conforme a la hipótesis de compensación del DCL.
YR 2021
FD 2021
LK https://uvadoc.uva.es/handle/10324/50054
UL https://uvadoc.uva.es/handle/10324/50054
LA spa
NO Departamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones e Ingeniería Telemática
DS UVaDOC
RD 19-may-2024