Evaluación de los patrones conectómicos y cronectómicos de la actividad neuronal en estado de reposo

Abstract

En la actualidad la señal de electroencefalografía (EEG) es una de las herramientas más utilizadas para el análisis de la actividad del cerebro, tanto en la investigación como en la clínica. Para registrarla se suele utilizar un protocolo de adquisición en estado de reposo relacionado con la divagación mental (mind-wandering). Sin embargo, existe debate sobre si este paradigma es capaz de proporcionar patrones cerebrales suficientemente consistentes. Para comprobarlo, en este Trabajo de Fin de Grado se ha diseñado y evaluado un nuevo paradigma de adquisición de la señal EEG en estado de reposo en el que se ha introducido una estructura guiada externamente y se ha comparado con la señal EEG adquirida mediante el protocolo convencional en estado de reposo basado en divagación mental. Para ello, en primer lugar, se ha realizado el registro de la actividad EEG a 30 sujetos (15 hombres y 15 mujeres) que eran jóvenes estudiantes y cognitivamente sanos, mediante ambos protocolos de adquisición (i.e, estado de reposo convencional y con guiado externo). Tras ello, se ha realizado un preprocesado de las señales EEG para reducir los artefactos presentes. A continuación, se han calculado los patrones de conectividad funcional estática (conectómica) y dinámica (cronectómica). En el caso de la conectividad estática se han estimado los acoplamientos en amplitud (mediante la medida amplitude envelope correlation) y fase (mediante la métrica phase-lag index); a partir de las matrices de conectividad se han extraído varios parámetros de red (strength, path length, clustering coefficient, small world index, betweenness centrality, closeness centrality, densidad global y graph entropy). En las métricas cronectómicas únicamente se han calculado los acoplamientos en amplitud (mediante la medida instantaneous amplitude correlation); a partir de ellos se han extraído varios parámetros para resumir las propiedades dinámicas de la red (average dwell time, TAS complexity, mean of the ICS, SD of the ICS, antagonism factor, degree of antagonism,y leap size) Los resultados obtenidos indican que apenas existen diferencias estadísticamente significativas en los parámetros conectómicos y cronectómicos entre los dos protocolos de adquisición, excepto en la banda delta (1-4 Hz), en la que encontramos diferencias significativas en los parámetros conectómicos graph entropy, densidad global y closeness cen-trality para los acoplamientos en amplitud para ojos cerrados y en los acoplamientos en fase para ojos abiertos, así como en los parámetros cronectómicos SD of the ICS y leap size en ojos cerrados y abiertos, y degree of antagonism en ojos abiertos. Estos resultados concuerdan con investigaciones recientes en las que se sugiere que en estado de vigilia la banda delta refleja mecanismos de control inhibitorios. En conclusión, el paradigma de adquisición de la señal EEG en estado de reposo guiado externamente no genera diferencias notables en comparación con el paradigma convencional basado en la divagación mental, lo cual sugiere que este último da lugar a métricas conectómicas y cronectómicas consistentes.