The epilepsy is not a recent phenomenon, even its has being approached and Inves- tigated, this area still demands several researches and it is far away from being totally explained. The obtaining of the primordial features to di®erentiate the epileptic events of the others, in coming signs EEG of scalp, it represents a great challenge, since exist to many artifacts, and these are confused with epileptic events. In this sense, this study presents the development of architectures destined to detect events of epilepsy in coming signs EEG of scalp, capable to aid the professionals of the health in the study of this pathology To accomplish the objectives, ¯rstly was developed an application capable to visualize EEG and to segment the electroencephalogram plan to form the base of data Concerning to the detection of the pathological signs, four architectures were proposed. The architecture with analysis multi-resolution used the \ wavelet " (WT) for extraction of features, as well as neural networks and specialist system for recognition. For that architecture the best gotten results obtained a rate of 71,6 % of success, with 28,3 % of error. The sensibility was around 83,3 %, the speci¯city 70,5 % and the precision 76,9 %. The statistical architecture is directly composed of tools for features extraction of the sign. The best success rate was around 85,3 %, the obtained error was of 14,3 % and the inde¯nite ones around 1 %. The sensibility was of 97,4 %, the speci¯city 82,1 % and the precision 89,75 %. The architecture of analysis multi-resolution and AR possesses two stages for extraction of feature: the \ wavelet ", following by the AR models. For that architecture they used two AR models . The best success rate for the \ Yule-Walker"model was around 87,9 %, with order 10. Already in the results of the \ Burg"model, the best success rate was of 88,5 % with order 7. For the last architecture is a hybrid model with several tools of extraction of features in the domain of the time, frequency (FFT) and time-frequency (WT). In that architecture the success rate was in 95,1 %, the error 4,1 % the inde¯nite ones 5,5 %. The speci¯city was of 91,5 %, the obtained sensibility was of 90,5 % and the precision around 91,1 %. Therefore all of the developed systems presented quite coherent results among the phenomena demarcated by the professionals of the medical area and those revealed by the architectures, mainly for the case of the hybrid architecture that presented the best rates. / A identificação de fenômenos epileptogênicos por meio de registros eletroencefalográficos (EEG) não invasivos se constitui numa área de pesquisa que apresenta grandes desafios devido µa presença de diversos distúrbios (artefatos) que dificultam a análise destes registros. Tal tarefa é de extrema importância uma vez que o diagnóstico e o tratamento da epilepsia requer uma avaliação clínica baseada no EEG do paciente. Neste contexto, este trabalho apresenta alguns sistemas para melhorar a identificação dos sinais de crise epilépticas baseados em técnicas de processamento de sinais e de inteligência artificial. Estas propostas são baseadas em uma plataforma que permite a visualização e análise dos arquivos de EEG. Para a detecção de eventos patológicos, são propostas quatro arquiteturas. Na arquitetura com análise multi-resolução foram utilizadas duas famílias wavelet (WT) para a extração de características, redes neurais artificiais e sistema especialista para o reconhecimento dos sinais de crise. Com essa arquitetura, o melhor resultado conseguido foi uma taxa de acerto de 71,6% no reconhecimento dos sinais patológicos. A sensibilidade ficou em torno de 83,3%, a especificidade 70,5% e a precisão 76,9%. Já a arquitetura estatística é composta de ferramentas para extração de características diretamente do sinal. A melhor taxa de acerto ficou em torno de 85,3%, o erro obtido foi de 14,3% e os indefinidos em torno de 1%. A sensibilidade foi de 97,4%, a especificidade 82,1% e a precisão 89,75%. A arquitetura de análise multi-resolução com modelo auto-regressivo (AR) possui duas etapas para extração de características: a \wavelet" (WT), seguida do modelo AR. Para essa arquitetura foram utilizados dois modelos AR. A melhor taxa de acerto para o modelo \Yule-Walker" ficou em torno de 87,9%, com ordem 10. Já para os resultados do modelo\Burg", a melhor taxa de acerto foi de 88,5% com ordem 7. A última arquitetura é um modelo híbrido com várias ferramentas de extração de características no domínio do tempo, freqüência (FFT) e tempo-freqüência (WT). Nessa arquitetura a taxa de acerto ficou em 95,1%, o erro em 4,1% e os indefinidos em 5,5%. A especificidade foi de 91,5%, a sensibilidade obtida foi de 90,5% e a precisão em torno de 91,1%. Todos os sistemas desenvolvidos apresentaram resultados coerentes com os fenômenos demarcados pelos eletroencefalografistas e aqueles revelados pelas arquiteturas. Dentre as propostas, a arquitetura híbrida apresentou o melhor desempenho. / Doutor em Ciências

Introdução: Sequelas neurológicas são comuns em prematuros de muito baixo peso ao nascer.A prevenção de injúria cerebral e o desenvolvimento de estratégias neuroprotetorastem sido os principais objetivos da neurologia neonatal moderna. O eletroencefalograma de amplitude integrada (aEEG) é um método de monitorização cerebral contínua que pode auxiliar no diagnóstico precoce e detectar pacientes em risco. Enquanto o seu papel na avaliação de recém nascidos a termo já está bem estabelecido, em prematuros ainda existem dúvidas. Objetivos: avaliar a relação do aEEG realizadoem prematuros de muito baixo peso ao nascer estáveis durante as primeiras 48 horas de vida com alterações graves nos exames de imagemdurante o período neonatal. Métodos: o aEEG foi realizado durante as primeiras 48 horas de vida em prematuros de muito baixo peso ao nascer, estáveis clinicamente, e analisado em relação à atividade de base, ciclo sono vigília e atividade epiléptica. O desfecho adverso considerado foi a alteração grave em exames de imagem (hemorragia periventricular graus 3 ou 4, leucomalácia e outras alterações de substância branca, hidrocefalia) durante o período neonatal. Resultados: 70 pacientes com peso de nascimento médio de 1226g e idade gestacional média de 30 semanas participaram do estudo. Desfechos adversos foram observados em 7 pacientes (10%). Houve relação significativa do aEEG com alterações moderadas a graves na atividade de base com alterações graves nos exames de imagem (p<0,001). O aEEG apresentou uma sensibilidade de 85%, especificidade de 89%, valor preditivo positivo de 46% e valor preditivo negativo de 98% para lesões graves detectadas em US ou RNM durante o período neonatal. Conclusão: em prematuros de muito baixo peso ao nascer, o aEEG precoce com alterações moderadas a graves na atividade de base tem relação com alterações estruturais graves detectadas em exames de imagem no período neonatal. Esse método deve ser considerado como uma ferramenta de triagemauxiliar na detecção de lesões cerebrais nessa população. / Introduction: Neurologic sequelae are common in very low birth weight preterm infants. The prevention of brain injury and the development of neuroprotective strategies have been the main objectives of modern neonatal neurology. The amplitude integrated electroencephalogram (aEEG) is a continuous brain monitoring method that can assist in early diagnosis and detect patients at risk. While the aEEG role in the assessment of full-termnewbornsisalreadywellestablished, in preterminfantsthere are stilldoubts. Objective: To evaluate the relationship between aEEG performed in very low birth weight preterm infants during the first 48 hours of life and severe alterations in imaging tests performed during the neonatal period. Methods: An aEEG was performed during the first 48 hours of life and analyzed for the background activity, sleep wake cycle, and epileptic activity. Severe lesionson imaging tests (grade 3 or 4 periventricular hemorrhage, leukomalacia and other white matter changes, and hydrocephalus) during the neonatal period were considered as adverse conditions. Results: A total of 70 patients with a mean birth weight of 1226g and mean gestational age of 30 weeks participated in the study. Adverse outcomes were observed in 7 patients (10%). There was a significant relationship (p<0.001) between moderate to severe abnormalities on the aEEGand severe alterations observed on the imaging tests, for both ultrasonography (US) and magnetic resonance imaging (MRI). The aEEG showed a sensitivity of 85%, specificity of 89%, positive predictive value of 46%, and negative predictive value of 98% for serious lesions detected on the imaging during the neonatal period. Conclusion: In very low birth weight preterms, early aEEG with moderate to severe background activity is associated with severe structural changes detected in imaging studies conductedduring the neonatal period. This method should be considered as an auxiliary screening tool for the detection of brain lesions in this population.

O uso de sistemas denominados Brain Computer Interface, ou simplesmente BCI, para controle de dispositivos tem gerado cada vez mais trabalhos de análise de sinais de EEG, principalmente devido ao fato do desenvolvimento tecnológico dos sistemas de processamento de dados, trazendo novas perspectiva de desenvolvimento de equipamentos que auxiliem pessoas com debilidades motoras. Neste trabalho é abordado o comportamento dos classificadores LDA (Discriminante Linear de Fisher) e o classificador Naive Bayes para classificação de movimento de mão direita e mão esquerda a partir da aquisição de sinais eletroencefalográficos. Para análise destes classificadores foram utilizadas como características de entrada a energia de trechos do sinal filtrados por um passa banda com frequências dentro dos ritmos sensório-motor e também foram utilizadas componentes de energia espectral através do periodograma modificado de Welch. Como forma de pré-processamento também é apresentado o filtro espacial Common Spatial Pattern (CSP) de forma a aumentar a atividade discriminativa entre as classes de movimento. Foram obtidas taxas de acerto de até 70% para a base de dados geradas neste trabalho e de até 88% utilizando a base de dados do BCI Competition II, taxas de acertos compatíveis com outros trabalhos na área. / Brain Computer Interface (BCI) systems usage for controlling devices has increasingly generated research on EEG signals analysis, mainly because the technological development of data processing systems has been offering a new perspective on developing equipment to assist people with motor disability. This study aims to examine the behavior of both Fisher's Linear Discriminant (LDA) and Naive Bayes classifiers in determining both the right and left hand movement through electroencephalographic signals. To accomplish this, we considered as input feature the energy of the signal trials filtered by a band pass with sensorimotor rhythm frequencies; spectral power components from the Welch modified periodogram were also used. As a preprocessing form, the Common Spatial Pattern (CSP) filter was used to increase the discriminative activity between classes of movement. The database created from this study reached hit rates of up to 70% while the BCI Competition II reached hit rates up to 88%, which is consistent with the literature.

O ácido gama-aminobutírico (GABA), principal neurotransmissor inibitório, está envolvido no mecanismo intrínseco do início da puberdade. Os efeitos inibitórios do GABA sobre a secreção de GnRH (hormônio hipotalâmico estimulador da secreção das gonadotrofinas) são mediados pelo receptor tipo A (GABAA) que é composto por diferentes subunidades organizadas de forma heteropentamérica. A subunidade a1, codificada pelo gene GABRA1 localizado no locus 5q34-35, é a mais implicada na atividade inibitória do GABA. A puberdade precoce dependente de gonadotrofinas (PPDG) predomina no sexo feminino, sendo na maioria dos casos idiopática. Recentemente, defeitos moleculares das subunidades dos receptores de GABA têm sido identificados em pacientes com anormalidades eletroencefalográficas específicas. Neste estudo, investigamos a presença de mutações funcionais ou polimorfismos do GABRA1 em meninas com a forma idiopática de PPDG e avaliamos as anormalidades EEG neste grupo. Trinta e uma meninas com diagnóstico clínico e hormonal da forma idiopática da PPDG, sendo 6 casos familiais (19,4%) e 25 casos esporádicos (80,6%), e 73 controles não relacionados foram selecionados. Todas as pacientes com PPDG apresentaram ressonância magnética de sistema nervoso central normal. Vinte e três meninas foram submetidas a estudo eletroencefalográfico (EEG). O DNA genômico foi extraído do sangue periférico de todas as pacientes e controles. A região codificadora do GABRA1 foi amplificada utilizando-se oligonucleotídeos intrônicos específicos, seguida por purificação enzimática e seqüenciamento automático. Dois polimorfismos conhecidos do GABRA1 foram também estudados pelo programa GeneScan e pela técnica de digestão enzimática (enzima TaiI). O seqüenciamento automático do GABRA1 não revelou mutações funcionais. Identificamos 7 polimorfismos no GABRA1: duas variantes exônicas 156T>C e 1323G>A, localizados no éxons 4 e 11, respectivamente, e 5 polimorfismos intrônicos - IVS2-712(GT)n, no íntron 2, caracterizado por número variável de repetições GT; IVS3+12A>T, no íntron 3; IVS8+45T>G no íntron 8; IVS9+76T>G no íntron 9 e IVS10+15G>A, no íntron 10. Estes polimorfismos não alteram o uso do sítio de splice original. Não houve diferença estatisticamente significante entre a distribuição genotípica e a freqüência alélica dos 2 polimorfismos exônicos e do polimorfismo IVS2-712(GT) encontrados no grupo de pacientes e no grupo controle. O EEG revelou anormalidades em 6 de 23 meninas (4 sem epilepsia). A distribuição genotípica e a freqüência alélica dos polimorfismos do GABRA1 não difereriram significativamente entre as pacientes com PPDG sem e com anormalidades eletroencefalográficas. Nós concluímos que mutações funcionais ou polimorfismos no GABRA1 não estão envolvidos na etiologia da forma idiopática da PPDG e não estão associadas às anormalidades eletroencefalográficas encontradas. Adicionalmente, a presença de alterações eletroencefalográficas em pacientes com PPDG sem epilepsia sugere que a análise eletroencefalográfica deva ser incluída na investigação da PPDG / The gamma-aminobutyric acid (GABA), a dominant inhibitory neurotransmitter, is involved in the intrinsic mechanism of the onset of the puberty. Their inhibitory effects on the GnRH (hypothalamic gonadotropin release hormone) secretion are mediated by type A receptor (GABAA), composed by different subunits which are organized in a heteropentameric form. The alpha-1 subunit, encode by GABRA1 gene located at locus 5q34- 35, is the most implicated in the inhibitory activity of GABA. The gonadotropin-dependent precocious puberty (GDPP) is predominant in females, being idiopathic in the majority of the cases. Recently, molecular defects of the GABA receptor subunits have been identified in patients with specific electroencephalographic (EEG) abnormalities. In this study, we investigated the presence of functional mutations or polymorphisms of the GABRA1 in girls with the idiopathic form of the GDPP and evaluated EEG abnormalities in this group. Thirty-one girls with clinical and hormonal diagnosis of GDPP idiopathic form, being 6 familial cases (19.4%) and 25 sporadic cases (80.6%), and 73 unrelated controls were selected. All patients with GDPP had normal magnetic resonance of central nervous system. Twenty-three girls were submitted to electroencephalographic study. Genomic DNA was extracted from peripheral blood of all patients and controls. The entire coding region of the GABRA1 was amplified using specific intronic oligonucleotides, followed by enzymatic purification and automatic sequencing. Two known polymorphisms of the GABRA1 were also studied by GeneScan software and digestion with restriction endonuclease TaiI. The automatic sequencing of the GABRA1 did not reveal any functional mutations. We identified 7 polymorphisms in the GABRA1: two silent exonic variants 156T>C e 1323G>A, located at exons 4 e 11, respectively, e 5 polymorphisms - IVS2-712(GT)n, at intron 2, characterized by a variable number of repeat GT; IVS3+12A>T, at intron 3; IVS8+45T>G at intron 8; IVS9+76T>G at intron 9 and IVS10+15G>A, at íntron 10. These polymorphisms did not alter the use of original splicing site. No significant statistical difference of the genotypic distribution and allele frequency of the exonic polymorphisms (156T>C and 1323G>A) and IVS2-712(GT)n between unrelated patients and control group was obtained. Electroencephalographic tracings were abnormal in 6 of 23 girls (4 without epilepsy). No significant statistical difference of the genotype distribution and allele frequence were found between patients without and with EEG abnormalities. We conclude that functional mutations or polymorphisms in the GABRA1 are not involved in the etiology of idiopathic GDPP in this study, and they are not associated with electroencephalografic abnormalities. In addition, EEG abnormalities present in girls with GDPP without epilepsy, suggest that EEG analysis should be included in the investigation of the precocious puberty.

O uso de sistemas denominados Brain Computer Interface, ou simplesmente BCI, para controle de dispositivos tem gerado cada vez mais trabalhos de análise de sinais de EEG, principalmente devido ao fato do desenvolvimento tecnológico dos sistemas de processamento de dados, trazendo novas perspectiva de desenvolvimento de equipamentos que auxiliem pessoas com debilidades motoras. Neste trabalho é abordado o comportamento dos classificadores LDA (Discriminante Linear de Fisher) e o classificador Naive Bayes para classificação de movimento de mão direita e mão esquerda a partir da aquisição de sinais eletroencefalográficos. Para análise destes classificadores foram utilizadas como características de entrada a energia de trechos do sinal filtrados por um passa banda com frequências dentro dos ritmos sensório-motor e também foram utilizadas componentes de energia espectral através do periodograma modificado de Welch. Como forma de pré-processamento também é apresentado o filtro espacial Common Spatial Pattern (CSP) de forma a aumentar a atividade discriminativa entre as classes de movimento. Foram obtidas taxas de acerto de até 70% para a base de dados geradas neste trabalho e de até 88% utilizando a base de dados do BCI Competition II, taxas de acertos compatíveis com outros trabalhos na área. / Brain Computer Interface (BCI) systems usage for controlling devices has increasingly generated research on EEG signals analysis, mainly because the technological development of data processing systems has been offering a new perspective on developing equipment to assist people with motor disability. This study aims to examine the behavior of both Fisher's Linear Discriminant (LDA) and Naive Bayes classifiers in determining both the right and left hand movement through electroencephalographic signals. To accomplish this, we considered as input feature the energy of the signal trials filtered by a band pass with sensorimotor rhythm frequencies; spectral power components from the Welch modified periodogram were also used. As a preprocessing form, the Common Spatial Pattern (CSP) filter was used to increase the discriminative activity between classes of movement. The database created from this study reached hit rates of up to 70% while the BCI Competition II reached hit rates up to 88%, which is consistent with the literature.

Orientador: Roberto Jose Maria Covolan / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-11T17:50:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ozelo_HelkaFabbriBroggian_D.pdf: 3528702 bytes, checksum: 523c7cd6259312cc27664736508c3c69 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Neste trabalho, uma técnica multimodal envolvendo eletroencefalografia (EEG) e imagens funcionais por Ressonância Magnética (fMRI) foi implementada a fim de realizar estudos sobre memória operacional em um grupo de indivíduos, incluindo controles e pacientes com epilepsia do lobo temporal mesial (ELTM) associada à atro½a hipocampal esquerda. Para isso, uma série de testes de memória foram implementados. Estes testes foram baseados em um paradigma em blocos dividido em períodos de codificação e retenção de memória, otimizados com relação ao tempo de duração para que se adequassem tanto à análise de EEG quanto para a análise de fMRI. O paradigma foi apresentado aos indivíduos no primeiro momento durante a aquisição de EEG e posteriormente durante a aquisição de fMRI. Os dados de EEG indicaram a presença de oscilações theta (4-8 Hz) na região do córtex frontal e oscilações alfa (9-12 Hz) na região do córtex parieto-occipital, em ambos os grupos durante todo o período de codi.cação. No entanto, durante a retenção só foi observada a presença do ritmo alfa nas regiões mais posteriores, envolvendo principalmente as áreas temporo-parietais. Diferentemente do que é encontrado na literatura, foram estabelecidas correlações entre esses ritmos e respostas BOLD tanto positivas quanto negativas, envolvendo diferentes regiões cerebrais. No entanto, estas áreas de ativação e de desativação não eram concorrentes, mas sim vizinhas ou contralaterais. Embora ambos os grupos, controles e pacientes, tenham apresentado um desempenho semelhante na realização dos testes, houve discrepâncias entre os dois grupos com relação às estruturas corticais envolvidas na tarefa. Durante a codi.cação, o grupo controle apresentou a predominância de áreas de ativação no hemisfério cerebral esquerdo, enquanto que no grupo de pacientes a ativação foi igualmente distribuída entre os dois hemisférios. Esse achado sugere o fenômeno de neuroplasticidade, no qual áreas corticais adicionais seriam recrutadas para compensar as estruturas afetadas pela atrofia / Abstract: In this work, a multimodal approach involving electroencefalography (EEG) and functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) was implemented in order to perform studies on working memory in a group of subjects including controls and patients with mesial temporal lobe epilepsy (MTLE) associated with left hippocampal atrophy. In order to do that, a series of memory tests were implemented. These tests were based on a block paradigm containing epochs of memory codification and memory retention, optimized with respect to the time to fit both analysis of EEG and fMRI. The paradigm was presented to subjects for the first time during EEG acquisition and later during fMRI acquisition. EEG data indicated the presence of theta oscillations (4-8 Hz) in the frontal region and alpha oscillations (9-12 Hz) in the parieto-occipital region, in both groups. In the retention period, it was only observed the presence of the alpha rhythm in the posterior region, involving mainly the temporo-parietal regions. Diÿerently from what is found in the literature, correlations were established among these rhythms and both, positive and negative BOLD responses, but in diÿerent regions. Activation and deactivation zones were detected for all epochs. The deactivation zones were found not only in the neighborhood of the activation regions, but frequently in the homologous regions. Although both groups, controls and patients, presented similar performance for the memory tests, there were discrepancies between these groups in terms of the cortical structures involved in the memory task. In the control group, it was found predominance of activation at the left hemisphere whereas for the patient group activation was predominantly lateralized to the right, probably due to damage in the mesial temporal lobe structures. Such a finding is suggestive of the neuroplasticity phenomenon by which additional cortical areas would be recruited to compensate the structures affected by atrophy / Doutorado / Física Médica / Doutor em Ciências

Submitted by Giovanna Brasil (1154060@mackenzie.br) on 2017-09-29T21:16:58Z No. of bitstreams: 2 Claudia Aparecida Valasek.pdf: 4173669 bytes, checksum: 8e39feccfb83dc3d234558a23a664860 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Rejected by Paola Damato (repositorio@mackenzie.br), reason: GI, corrigi os outros mas vou enviar para que vc se atente a colocar as palavras chaves em letra miniscúla e na citação corrigir o espaço ... Tese( Distúrbios Dissertação( Distúbios on 2017-10-26T14:17:53Z (GMT) / Submitted by Giovanna Brasil (1154060@mackenzie.br) on 2017-10-26T16:50:28Z No. of bitstreams: 2 Claudia Aparecida Valasek.pdf: 4173669 bytes, checksum: 8e39feccfb83dc3d234558a23a664860 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Paola Damato (repositorio@mackenzie.br) on 2017-11-01T15:33:19Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Claudia Aparecida Valasek.pdf: 4173669 bytes, checksum: 8e39feccfb83dc3d234558a23a664860 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-01T15:33:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Claudia Aparecida Valasek.pdf: 4173669 bytes, checksum: 8e39feccfb83dc3d234558a23a664860 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-08-17 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo / Patients with autism spectrum disorder display severe deficits in the development and processing of language, as well as abnormalities when processing and recognizing emotions. Furthermore, impairments in these processes seem to interfere with the social functioning of these patients. Nevertheless, the neurocognitive mechanisms underlying the processing of prosodic, facial expression and semantic processing of objects in patients with autism is still poorly understood, especially when considering the age range from 3 to 6 years old. Moreover, the existing studies on these processes using high-temporal resolution methods, such as electroencephalography, are still scarce. Therefore, the studies presented in this dissertation aimed to investigate the electrophysiological correlates underlying tasks of semantic processing of objects, facial and prosodic emotional expression with maternal and unknown person interaction. Thus, three experiments using the event-related potentials method were developed in virtue of its exceptional temporal resolution. Results different from the literature were found, since the presence of electrophysiological markers underlying the processing of semantic information (N400) and basic sensory components (P1, N170, N100 e P200) were observed in the group of autism and control group. Moreover, the mother’s voice elicited increased amplitude in some electrophysiological components, mainly in the group of autism. These results demonstrate the important maternal influence in the processing of semantic information and, hence, in the cognitive and social development of the child, seeming the ability of joint attention preserved in children with autism in relation to the maternal interaction. / Pacientes com transtorno do espectro do autismo apresentam déficits significativos no desenvolvimento e processamento de linguagem, assim como prejuízo no processamento e interpretação de emoções. Por outro lado, anomalias nestes processos parecem interferir com o funcionamento social destes pacientes. Não obstante, os mecanismos neurocognitivos subjacentes ao processamento de prosódia, expressão facial e semântico de objetos em pacientes com autismo permanecem ainda mal compreendidos, especialmente se considerada a faixa etária de 3 a 6 anos. Ademais, os estudos existentes sobre estes processos utilizando metodologias de elevada resolução temporal, como a eletroencefalografia, são ainda escassos. Por conseguinte, os estudos apresentados nesta tese tiveram como objetivo compreender os mecanismos eletrofisiológicos subjacentes a tarefas de processamento semântico de objetos, de expressão emocional e prosódia com a interação materna e com interação de pessoa desconhecida. Com efeito, foram desenvolvidos três experimentos com recurso à metodologia de potenciais evocados (do inglês event-related potentials – ERP) em virtude da sua resolução temporal. Resultados controversos a literatura foram encontrados, uma vez que foi observada a presença de marcadores eletrofisiológicos subjacentes ao processamento de informação semântica (N400) e componentes sensoriais básicos (P1, N170, N100 e P200) no grupo com autismo semelhante ao grupo controle. Além disso, foi observado que a voz materna elicia maior amplitude em alguns componentes eletrofisiológicos, principalmente no grupo com autismo. Estes resultados evidenciam a influência materna no processamento de informações semânticas e, consequentemente, no desenvolvimento cognitivo e social da criança, sendo que nesse estudo a habilidade de atenção compartilhada parece preservada em crianças com autismo em relação à interação materna.

Introdução: Entre as lesões encefálicas adquiridas (LEAs) causadas por processos degenerativos, destaca-se a doença de Alzheimer (DA), que é uma demência que acomete uma grande parcela da população idosa e caracteriza-se pela presença de emaranhados neurofibrilares e placas senis. Exames de ressonância magnética (RM) mostram atrofia do córtex entorrinal, hipocampo, amígdala e da região para-hipocampal. Já a tomografia por emissão de pósitrons (PET) aponta redução do metabolismo cerebral de glicose em regiões como o lobo temporal e cíngulo posterior. O alentecimento do eletroencefalograma (EEG) pelo aumento das ondas teta e a diminuição da frequência alfa são mais evidentes em indivíduos com algum tipo de lesão encefálica. O traumatismo cranioencefálico (TCE) caracteriza-se por ser uma LEA não degenerativa e não congênita e é provocado por uma força mecânica externa. Espera-se um prejuízo, permanente ou temporário, nas funções cognitiva, física e psicossocial, com diminuição ou alteração do estado de consciência. Uma das principais causas de TCE é a lesão axonial difusa (LAD), causada por mecanismos de aceleração-desaceleração. Frequentemente as regiões ventral e lateral dos lobos frontal e temporal são danificadas. Objetivo: Entender as diferenças dos mecanismos funcionais entre os grupos - DA e LAD - com queixa de memória, sob o ponto de vista eletroencefalográfico. Métodos: Participaram deste estudo 85 indivíduos adultos. Destes, 34 haviam recebido o diagnóstico de DA, 32 de LAD e 19 eram adultos saudáveis. Foram aplicados o Mini-Exame do Estado Mental (MEEM), o teste do desenho do relógio (TDR) e o teste de fluência verbal (FV) para a categoria animais. Os indivíduos foram submetidos ao EEG de alta resolução com 128 canais. As fontes corticais dos ritmos do EEG foram estimadas pela análise por tomografia eletromagnética exata de baixa resolução (eLORETA). Resultados: Observou-se que a média da frequência registrada no EEG está dentro da normalidade nos grupos DA e LAD. A análise por eLORETA mostrou que, em comparação ao grupo controle (CTL), o grupo DA apresentou aumento da atividade teta nos lobos parietal e frontal e diminuição da atividade alfa 2 nos lobos parietal, frontal, límbico e occipital. Em comparação ao grupo CTL, o grupo LAD apresentou aumento da atividade teta nas áreas límbica, occipital sub-lobar e temporal. Conclusão: Os resultados sugerem que os indivíduos com DA e com LAD apresentam comprometimento da atividade elétrica em áreas importantes para a memória e aprendizagem / Introduction: Acquired brain injuries (ABI) caused by degenerative processes include Alzheimer\'s disease (DA), which is a dementia that affects a large part of the elderly population and is characterized by the presence of neurofibrillary tangles and senile plaques. Magnetic resonance (MR) imaging shows atrophy of the entorhinal cortex, hippocampus, amygdala and para-hippocampal area. Positron emission tomography (PET) points to a reduction in the cerebral metabolism of glucose in regions such as the temporal lobe and posterior cingulate. Traumatic brain injury (TBI) is a non-degenerative and non-congenital ABI and is caused by an external mechanical force. Impairment, permanent or temporary, is expected in cognitive, physical and psychosocial functions, with a decrease or alteration of the state of consciousness. One of the main causes of TBI is diffuse axonal injury (DAI), caused by acceleration-deceleration mechanisms. Often the ventral and lateral regions of the frontal and temporal lobes are damaged. Objective: To understand the differences in the functional mechanisms between the AD and DAI groups - with memory complaints, from the electroencephalographic point of view. Methods: The study included 85 adult subjects. Of these, 34 had received the diagnosis of AD, 32 of DAI and 19 were healthy adults. The Mini-Mental State Examination (MMSE), the clock drawing test (CDT) and the verbal fluency test (VF) for the animals category were applied. Subjects were submitted to high resolution EEG with 128 channels. Cortical sources of EEG rhythms were estimated by exact low resolution electromagnetic tomography (eLORETA) analysis. Results: The eLORETA analysis showed that, in comparison to the control (CTL) group, the AD group presented increased theta activity in the parietal and frontal lobes and decreased alpha 2 activity in the parietal, frontal, limbic and occipital lobes. In comparison to the CTL group, the DAI group presented increased theta activity in the limbic, occipital sublobar and temporal areas. Conclusion: The results suggest that individuals with AD and DAI have impairment of electrical activity in areas important for memory and learning

Orientador: Andriana Susana Lopes de Oliveira Campanharo / Resumo: A epilepsia é uma patologia cerebral caracterizada pela presença de crises epilépticas que afeta em torno de 1% de toda a população mundial. As crises epilépticas podem ocasionar perda de consciência gerando grande impacto na vida das pessoas que sofrem da doença. Atualmente, a técnica de EletroEncefaloGrafia (EEG) é um dos testes diagnósticos mais importantes para a identificação das crises epilépticas e de eventos entre crises, chamados de Descargas Epileptiformes Interictais (DEIs). A zona epileptogênica é a região neuronal responsável pela geração das crises em pacientes com epilepsia focal, e em alguns casos, seu tratamento consiste em uma cirurgia para a remoção desta região. Estudos que relacionam séries temporais com a teoria de redes complexas ganharam grande destaque e importância, mostrando que é possível mapear uma série temporal em uma rede complexa sem grande perdas de informações. Neste sentido, o objetivo deste trabalho consiste na utilização do mapeamento proposto por Campanharo et al., utilizando o conceito de bins, em uma aplicação inovadora: na detecção automática das crises epilépticas, das DEIs por meio da análise de sinais de EEG de pacientes com epilepsia e na localização da zona epileptogênica a partir de uma técnica não-invasiva. A metodologia proposta apresentou performance satisfatória na identificação das crises epilépticas e das DEIs, caracterizadas por uma grande variação de amplitude e frequência. Valores médios de sensibilidade de 83,3% e de 9... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Epilepsy is a cerebral pathology characterized by the presence of epileptic seizures that affects around 1% of the entire world population. Epileptic seizures can cause loss of consciousness generating great impact on the lives of people who suffer from the disease. Currently, the ElectroEncefaloGraphy(EEG) technique is one of the most important diagnostic tests for the identification of epileptic seizures and events between seizures, called Intertictal Epileptiform Discharges (DEIs). The epileptogenic zone is the neuronal region responsible for generating seizures in patients with focal epilepsy, and in some cases, treatment consists of surgery to remove this region. Studies that relate time series to the theory of complex networks have gained great prominence and importance, showing that it is possible to map a time series in a complex network without great loss of information. In this sense, the objective of this work is to use the mapping proposed by Campanharo et al., using the concept of bins, in a novel application: in the automatic detection of epileptic seizures, of DEIs through the analysis of EEG signals of patients with epilepsy and the location of the epileptogenic zone using a non-invasive technique. The proposed methodology presented satisfactory performance in the identification of epileptic seizures and EIDs, characterized by a high variation in amplitude and frequency. Average sensitivity values 83,3% and 93,2% were reached in the detection of epileptic seiz... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

[pt] A falta de consciência da doença, também denominada anosognosia, é um sintoma comum da Doença de Alzheimer (DA). Sua estrutura funcional e seus mecanismos subjacentes, contudo, não são inteiramente compreendidos. O nível de consciência possui grande relevância para o sucesso do tratamento e para o fardo do cuidador. Outro fator de considerável impacto nas relações interpessoais e, portanto, no bem-estar dos pacientes e cuidadores, é o processamento emocional. A presente tese explora esses tópicos através de quatro artigos. No Artigo 1, utiliza-se a modelagem de equações estruturais (SEM, do inglês structural equation modeling) em uma grande amostra de pessoas com DA para investigar a natureza da relação entre função cognitiva, estado de humor e funcionalidade na previsão do nível de consciência da condição. Os resultados demonstraram que uma menor funcionalidade cognitiva e um maior nível de estado depressivo de humor influenciaram negativamente a capacidade dos pacientes de realizar atividades da vida cotidiana, o que, por sua vez, se mostrou associada a uma maior consciência da doença. O Artigo 2 investigou as origens executivas e mnemônicas da anosognosia na DA, utilizando uma tarefa de tempo de reação e medindo a consciência a respeito da performance na tarefa. Os dados demonstraram que o monitoramento online dos pacientes estava preservado, enquanto o monitoramento a médio e longo prazo esteve comprometido. Tal achado foi corroborado por resultados de dados eletrofisiológicos. Dessa forma, os resultados fortalecem as evidências favoráveis a uma natureza mnemônica, e não executiva, da anosognosia na DA, o que se mostra de acordo com o Cognitive Awareness Model (CAM). O Artigo 3 investigou a reatividade emocional a imagens negativas, auto-relevantes e neutras utilizando medidas de excitação e valência, gravações de expressões faciais e dados eletrofisiológicos. A reatividade emocional dos pacientes de DA foi similar à de jovens adultos, mas as respostas eletrofisiológicas foram elevadas quando comparadas às de idosos saudáveis, o que pode ser explicado por uma falta de mecanismos de controle cognitivo. A apatia esteve associada a menores respostas eletrofisiológicas a figuras negativas, e a consciência de prejuízos sociais se relacionou com maiores níveis de excitação em imagens auto-relevantes. Por sua vez, o Artigo 4 discutiu como a DA afeta as habilidades emocionais através de uma revisão de literatura sobre a empatia desses pacientes. Os aspectos afetivos da empatia deste grupo clínico estiveram relativamente preservados, enquanto foram apresentados déficits nos componentes cognitivos. Os prejuízos relacionados aos componentes afetivos foram principalmente atribuídos a um declínio cognitivo geral. Nossos achados ressaltam que diferentes fatores influenciam a consciência da doença na DA, enfatizando o papel de sintomas neuropsiquiátricos, do funcionamento cognitivo e das atividades da vida diária. Além disso, processos executivos pareceram estar preservados, ao passo que dificuldades em atualizar e consolidar esse conhecimento podem ser uma possível causa de anosognosia na DA. Ademais, sugerimos que as habilidades emocionais são amplamente preservadas em pacientes de DA. Tais resultados são de grande importância para a prática clínica. Pesquisas translacionais são necessárias para implementar os achados de pesquisas em abordagens terapêuticas específicas. / [en] Lack of awareness of condition, also termed anosognosia, is a common symptom in Alzheimer s disease (AD). However, its functional structure and underlying mechanisms are not fully understood. Level of awareness has great relevance for treatment success and caregiver burden. Another factor that has considerable impact on interpersonal relationships and thus on well-being of patients and caregivers is emotional processing. The current thesis explores these topics through four articles. In Article 1, structural equation modeling (SEM) was used in a large sample of people with AD (PwAD) to investigate the nature of the relationship between cognitive function, mood state, and functionality in predicting awareness. Results showed that lower cognitive function and higher level of depressive mood state negatively influenced PwAD s ability to perform daily living activities, which in turn were associated with better awareness. Article 2 investigated executive and mnemonic origins of anosognosia in AD, with a reaction time task being applied to examine awareness of task performance. The findings demonstrated that online monitoring was preserved, while medium- and long-term monitoring were impaired. This was supported by results from electrophysiological data. The results strengthen the evidence for a mnemonic rather than executive nature of anosognosia in PwAD in accordance with the Cognitive Awareness Model (CAM). Article 3 investigated emotional reactivity to negative, self-relevant, and neutral pictures using ratings of arousal and valence, facial expression recordings and electrophysiological data. Emotional reactivity of PwAD was similar to young adults, but electrophysiological responses were elevated compared to healthy older adults, which might be explained by a lack of cognitive control mechanisms. Apathy was associated with reduced electrophysiological responses for negative pictures, and awareness of social impairments was linked to higher arousal ratings of self-relevant pictures. Article 4 discussed how higher emotional abilities are affected by AD, through a review of the literature on empathy in this clinical group. PwAD showed a pattern of relatively preserved affective aspects and impairments in cognitive components of empathy, whereby impairments in affective components can mainly be attributed to a general cognitive decline. Our findings highlight that different factors influence awareness in AD, emphasizing the role of neuropsychiatric symptoms (NPS), cognitive functioning and activities of daily living. Moreover, executive processes seem to be preserved, whereas impairments in updating and consolidation of this knowledge seem to be a possible cause for anosognosia in AD. Furthermore, we suggested that emotional abilities are largely preserved in PwAD. Our results have great significance for clinical practice. Translational research is needed to implement research findings into specific therapeutic approaches.