Development of a neurofeedback system focusing on attentional state and validation based on source location and effective connectivity
Nome: WAGNER DIAS CASAGRANDE
Data de publicação: 28/10/2024
Banca:
Nome |
Papel |
|---|---|
| ANDRE FERREIRA | Examinador Interno |
| ANSELMO FRIZERA NETO | Presidente |
| DENIS DELISLE RODRÍGUEZ | Examinador Externo |
| EDUARDO ROCON DE LIMA | Examinador Externo |
| ESTER MIYUKI NAKAMURA PALÁCIOS | Coorientador |
Páginas
Resumo: Esta pesquisa aborda o desenvolvimento de um sistema de neurofeedback para auxiliar no tratamento de transtornos de atenção por meio da recuperação do controle cognitivo comprometido, bem como a validação experimental do sistema desenvolvido para melhorar a compreensão de quais regiões cerebrais estão diretamente relacionadas ao estado de atenção e como ocorre a conectividade entre elas, o que pode servir de guia para sessões de neurofeedback aplicadas ao tratamento de transtornos de atenção. O protocolo definido nas sessões de neurofeedback está relacionado às frequências theta e beta, pois há evidências
científicas relacionando-as a déficits de atenção. Dados de eletroencefalografia foram coletados durante três sessões de neurofeedback, onde os sujeitos jogaram um jogo sério para estimular a atenção, seguido de pré-processamento, filtragem e classificação dos dados. A validação inicial foi realizada com 6 participantes, seguidos por 40 participantes adicionais para resultados mais robustos. Para validar o sistema de neurofeedback, foi utilizada uma metodologia para investigar a localização da fonte e a conectividade efetiva, comparando a atividade cortical entre dois grupos (baixa e alta dificuldade — grupos) diferenciados pelo nível de dificuldade do jogo sério. A solução inversa baseada na Densidade de Corrente Cortical foi aplicada para identificar regiões cerebrais relacionadas ao estado atencional. A partir daí, a conectividade efetiva entre essas regiões foi estimada usando a Função de Transferência Direcionada. Com os métodos aplicados aqui, foi possível identificar que regiões cerebrais relacionadas ao estado de atenção, incluindo ambos os lados da região pré-frontal medial e dorsolateral e temporal direita, apresentaram maior atividade beta localizada e interconectividade em indivíduos que realizaram tarefas de maior demanda (grupo de alta dificuldade). Esse padrão não foi observado em indivíduos que realizaram tarefas de menor demanda (grupo de baixa dificuldade), que apresentaram fluxos mais dispersos. Além disso, a validação estatística foi conduzida usando ANOVA e análise da distribuição da razão teta/beta entre os dois grupos. Dentre os resultados encontrados, uma ANOVA de medidas repetidas unidirecional demonstrou que ao comparar as razões theta/beta entre as três sessões de estudo (S1 vs. S2 vs. S3), para o grupo de alta dificuldade, as regiões que apresentaram diferenças significativas foram: pré-frontal dorsolateral direita (F(2,57) = 3,158, F = 3,225) e temporal esquerda (F(2,57) = 3,158, F= 3,731), demonstrando que o nível de dificuldade do jogo influencia na razão theta/beta das regiões mencionadas. Trabalhos futuros propõem o desenvolvimento e a aplicação de um ambiente de realidade virtual para investigar melhor as respostas cerebrais a estímulos atencionais, além de promover maior engajamento dos participantes. Propõe-se também a aplicação do sistema desenvolvido em participantes com déficits de atenção, visando aprimorar os métodos de tratamento.
