Estudi del Brain Symmetry Index a partir de dades d’EEG de persones sanes

Abstract

En aquest Treball de Final de Grau es realitza un estudi del Brain Symmetry Index (BSI), desenvolupat per Van Putten i Micheal J A M l’any 2007, índex que indica la simetria del cervell comparant el poder espectral entre l’hemisferi dret i l’hemisferi esquerra amb dades d’electroencefalograma (EEG) en repòs. Teòricament en persones sanes, estant en repòs, la mitjana espectral dels dos hemisferis és similar i podem dir que els dos hemisferis són simètrics. Això no passa en persones amb malalties com l’ictus on el seu cervell ha estat afectat. A partir de les dades obtingudes a participants sans, la hipòtesi de partida del present Treball de Final de Grau és que varis factors poden afectar significativament al BSI: a major edat menor simetria, gravacions amb els ulls tancats permeten concentrar-se millor als participants i per tant que el BSI sigui més fiable i per últim processar el senyal per les freqüències alpha o beta pot afectar significativament a la hora de calcular el BSI depenent de si tenim els ulls oberts o tancats. Així doncs, l’objectiu principal del projecte és fer un estudi del BSI, verificant la simetria en persones sanes i veient com actua en vers els diversos factors per tal de conèixer més a fons aquest paràmetre. La metodologia utilitzada per fer aquest estudi ha sigut realitzar un estudi biomèdic complet. Començant per fer una recerca sobre el BSI i l’EEG. Seguidament realitzar gravacions d’EEG en repòs (8 minuts amb ulls oberts i 8 minuts amb ulls tancats) a 32 persones, separades per 3 rangs d’edat (pròxims als 20, 40 i 60 anys) per obtenir les dades. A continuació escriure el programa per processar les dades i calcular el BSI. I finalment obtenir i discutir el resultats. Els resultats del projecte han verificat la simetria en persones sanes, però no s’ha trobat cap significança estadística entre persones de diferents edats. Tampoc hem trobat significança estadística a realitzar les gravacions amb els ulls tancats i/o processant el senyal per les freqüències alpha o beta. Tot i això podem dir que amb ulls tancats, el BSI tendeix a tenir menys variància i es realitzen menys artefactes.

In this Degree Final Project, we do a study of the Brain Symmetry Index (BSI), developed by Van Putten Micheal J A M in 2007, an index that indicates the symmetry of the brain comparing the spectral power between the right hemisphere and the left hemisphere with electroencephalogram (EEG) data at resting state. Theoretically, in healthy people, in resting state, the spectral mean of the two hemispheres is very similar, close to symmetrical. This doesn’t happen in people with diseases such as stroke where their brain has been affected. Based on the data obtained from healthy participants, the hypothesis of this Degree Final Project is that several factors can significantly affect the BSI: at a higher age lower symmetry, recordings with closed eyes allow participants to concentrate better and therefore the BSI is more reliable and finally processing the signal for the alpha or beta frequencies can significantly affect the calculation of the BSI depending if we have open or closed eyes. The main objective of the project is to carry out a BSI study, verifying the symmetry in healthy people and seeing how the various factors act to learn more about this parameter. The methodology used to carry out this study was to do a complete biomedical study. Beginning to do a search of the BSI and the EEG. Then perform recordings of EEG at resting state (8 minutes with open eyes and 8 minutes with closed eyes) to 32 people, separated by 3 age ranges (close to 20,40 and 60 years) to obtain the data. Then write the program to process the data and calculate the BSI. And finally get and discuss the results. The results of the project have verified symmetry in healthy people, but no statistical significance was found among people of different ages. We have also not found statistical significance to perform recordings with closed eyes and/or processing the signal for alpha or beta frequencies. However, we can say that with closed eyes, the BSI tends to have less variance and fewer artefacts are performe.