Descomposició harmònica del conectoma humà per caracteritzar l'activitat elèctrica del cervell

Abstract

Un dels reptes actuals en l’àmbit de la neurociència és entendre la relació que hi ha entre l'estructura del cervell i l'activitat cerebral. En aquest Treball de Fi de Grau s’ha treballat amb la següent hipòtesi: si els harmònics emergeixen de forma natural en sistemes en què hi ha propagació de senyals i condicions de contorn fixes, perquè no poden servir per mostrar-nos com es relacionen les funcions i les estructures cerebrals? A partir d’aquesta pregunta i seguint el procediment explicat en l’article d’Atasoy et al. [1] s’ha definit l’objectiu: calcular i visualitzar els harmònics del conectoma humà duent a terme i ampliant la metodologia proposada en el treball de referència a atles públics. Aquesta metodologia ha de permetre obtenir una base adequada per caracteritzar els patrons espaciotemporals d'activitat cerebral a gran escala. Determinant la superfície cortical d’una imatge de ressonància magnètica i les fibres corticals d’una imatge per tensor de difusió s’obté el connectoma a partir del qual es generen els harmònics de conectoma Les dades s’han obtingut a partir de dos atles. El primer consta de la superfície cortical obtinguda per una imatge MRI formada per una mitjana de 1.000 subjectes i, el segon esta format directament per les fibres corticals extretes per tractografia d’una imatge DTI generada per la mitjana de 1.200 subjectes. Els softwares Freesurfer i DSI Studio han sigut utilitzats per mostrar les dades i adequarles al mateix sistema de coordenades, en aquest cas, s’han fet servir les coordenades MNI. A partir d’aquí, s’ha programat un codi en Matlab per tractar les dades en MNI i seguir cada un dels passos que al final han portat als harmònics del conectoma. Efectivament, els harmònics del conectoma mostren els patrons espaciotemporals sempre i quan s’utilitzi un llindar adequat per definir les connexions en la matriu d’adjacència i s’elimini la part del cos callós.