Comparative analysis of the electroencephalogram in patients with Alzheimer's disease, diffuse axonal injury patients and healthy controls using LORETA analysis / Análise comparativa do eletroencefalograma em pacientes com doença de alzheimer, lesão axonal difusa e controles saudáveis: e análise loreta

ABSTRACT Alzheimer's disease (AD) is a dementia that affects a large contingent of the elderly population characterized by the presence of neurofibrillary tangles and senile plaques. Traumatic brain injury (TBI) is a non-degenerative injury caused by an external mechanical force. One of the main causes of TBI is diffuse axonal injury (DAI), promoted by acceleration-deceleration mechanisms. Objective: To understand the electroencephalographic differences in functional mechanisms between AD and DAI groups. Methods: The study included 20 subjects with AD, 19 with DAI and 17 healthy adults 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 had 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 had 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.

RESUMO A dooença de Alzheimer (DA) é uma demência que acomete uma grande parcela da população idosa e caracteriza-se pela presença de emaranhados neurofibrilares e placas senis. O traumatismo cranioencefálico (TCE) é uma lesão não degenerativa causada por uma força mecânica externa. Uma das principais causas de TCE é a lesão axonal difusa (LAD), causada por mecanismos de aceleração-desaceleração. Objetivo: Entender as diferenças dos mecanismos funcionais entre os grupos - DA e LAD do ponto de vista eletroencefalográfico. Métodos: Participaram deste estudo 56 indivíduos adultos. Destes, 20 com DA, 19 com LAD e 17 adultos saudáveis 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: 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.

Alpha power oscillation in the frontal cortex under Bromazepam and Modafinil effects / Oscilações da potência alfa no córtex frontal sob influência do Bromazepam e Modafinil

ABSTRACTObjective Our aim was to investigate and compare the neuromodulatory effects of bromazepam (6 mg) and modafinil (200 mg) during a sensorimotor task analyzing the changes produced in the absolute alpha power.Method The sample was composed of 15 healthy individuals exposed to three experimental conditions: placebo, modafinil and bromazepam. EEG data were recorded before, during and after the execution of the task. A three-way ANOVA was applied, in order to compare the absolute alpha power among the factors: Group (control, bromazepam and modafinil) Condition (Pre and Post-drug ingestion) and Moment (pre and post-stimulus).Results Interaction was found between the group and condition factors for Fp1, F4 and F3. We observed a main effect of moment and condition for the Fp2, F8 and Fz electrodes.Conclusion We concluded that drugs may interfere in sensorimotor processes, such as in the performance of tasks carried out in an unpredictable scenario.

RESUMOObjetivo Investigar e comparar os efeitos neuromoduladores do bromazepam (6mg) e modafinil (200mg), durante a prática de uma tarefa sensoriomotora, analisando as modificações produzidas na potência absoluta de alfa.Método A amostra foi composta por 15 indivíduos saudáveis, expostos a três condições experimentais: Placebo, modafinil e bromazepam. Dados eletroencefalográficos foram registrados antes, durante e após a execução da tarefa motora. Um ANOVA three-way foi aplicado para comparar a potência absoluta de alfa nos fatores Grupo (controle, bromazepam e modafinil), Condição (Pré e Pós ingestão da droga) e Momento (Pré e Pós estimulo).Resultados Verificou-se interação entre os fatores grupo e condição para os eletrodos Fp1, F4 e F3. Observamos um efeito principal para momento e condição nos eletrodos Fp2, F8 e Fz.Conclusão Concluímos que as drogas, podem interferir em processos sensoriomotores, como no desempenho de tarefas executadas em um cenário imprevisível.

The effects of bromazepam over the central and frontal areas during a motor task: an EEG study / Os efeitos do bromazepam nas áreas corticais central e frontal durante execução de uma tarefa motora: um estudo de EEG

The present study investigates the influence of bromazepam while executing a motor task. Specifically, we intend to analyze the changes in alpha absolute power under two experimental conditions, bromazepam and placebo. We also included analyses of theta and beta frequencies. We collected electroencephalographic data before, during, and after motor task execution. We used a Two Way ANOVA to investigate the condition (PL × Br6 mg) and moment (pre and post) variables for the following electrodes: Fp1, Fp2, F7, F3, Fz, F4, F8, C3, CZ and C4. We found a main effect for condition on the electrodes FP1, F7, F3, Fz, F4, C3 and CZ, for alpha and beta bands. For beta band we also found a main effect for condition on the electrodes Fp2, F8 and C4; for theta band we identified a main effect for condition on C3, Cz and C4 electrodes. This finding suggests that the motor task did not have any influence on the electrocortical activity in alpha, and that the existing modifications were a consequence due merely to the drug use. Despite its anxiolytic and sedative action, bromazepam did not show any significant changes when the individuals executed a finger extension motor task.

O presente estudo investiga a influência do bromazepam durante a execução de uma tarefa motora. Especificamente, pretende-se analisar as mudanças na potência absoluta de alfa sob duas condições experimentais, bromazepam e placebo. Nós também incluímos as analises das frequências teta e beta. Foram coletados dados eletroencefalográficos antes, durante e depois da execução da tarefa motora. Usamos uma Anova de 2 fatores para investigar a condição (PL × Br6 mg) e variáveis no momento (pré e pós) para os seguintes eletrodos: Fp1, Fp2, F7, F3, Fz, F4, F8, C3, C4 e CZ. Encontramos um efeito principal para a condição e eletrodos FP1, F7, F3, Fz, F4, C3 e CZ para alfa e beta. Para beta também foi encontrado um efeito principal para condição nos eletrodos Fp2, F8 e C4; para theta nós identificamos um efeito principal para condition em C3, Cz e C4. Este achado sugere que a tarefa motora não tem qualquer influência sobre a atividade eletrocortical alfa e que as modificações existentes foram uma consequência devido o uso de drogas. Apesar de sua ação ansiolítica e sedativa, o bromazepam não apresentou mudança significativa quando os indivíduos executaram uma tarefa motora.

Cognitive mechanisms and motor control during a saccadic eye movement task: evidence from quantitative electroencephalography / Mecanismos cognitivos e controle motor durante uma tarefa de movimento sacádico dos olhos: evidências de eletroencefalografia quantitativa

The saccadic movement is an important behavioral measure used to investigate several cognitive processes, including attention and sensorimotor integration. The present study aimed at investigating changes in beta coherence over frontal, motor, occipital, and parietal cortices during the performance of two different conditions of a prosacadic paradigm. The conditions involved a different pattern of stimulus presentation: a fixed and random stimulus presentation. Twelve healthy volunteers (three male, mean age of 26.25 (SD=4.13) performed the task, while their brain activity pattern was recorded using quantitative electroencephalography. The results showed an interaction between factors condition and moment for the pair of electrode C3/C4. We observed a main effect for moment to CZ/C4, FZ/F3, and P3/PZ. We also found a main effect for condition to FZ/F4, P3/P4, and O1/O2. Our results demonstrated an important role of the inter-connection of the two hemispheres in visual search and movement preparation. The study demonstrates an automation of action and reduction of the focus of attention during the task. We also found that the inter-hemispheric beta coherence plays an important role in the differentiation of the two conditions, and that beta in the right frontal cortex is able to differentiate the conditions, demonstrating a greater involvement of procedural memory in fixed condition. Our results suggest a neuronal specialization in the execution of prosacadic paradigm involving motor task sequence.

O movimento sacádico é uma importante medida de comportamento usada para investigar vários processos cognitivos, incluindo atenção e integração sensório-motora. O presente estudo teve como objetivo investigar as mudanças na coerência em beta nos córtices frontal, motor, parietal e occipital durante a realização de duas condições diferentes de um paradigma do movimento sacádico. As condições envolveram um padrão diferente de apresentação do estímulo: a apresentação do estímulo fixo e do aleatório. Doze voluntários saudáveis ​​(três do sexo masculino, com idade média de 26,25; DP=4,13) realizaram a tarefa, enquanto o seu padrão de atividade cerebral era monitorado, usando eletroencefalografia quantitativa. Os resultados mostraram uma interação entre condição dos fatores e momento para o par de eletrodos C3/C4. Observou-se um efeito principal ao momento para CZ/C4, FZ/F3 e P3/PZ. Encontrou-se também um efeito principal à condição para FZ/F4, P3/P4 e O1/O2. Os resultados demonstram um importante papel da ligação interconexão entre os dois hemisférios, em busca visual e preparação do movimento. O estudo demonstra uma automatização da ação e uma redução do foco de atenção durante a tarefa. Identificou-se também que a coerência em beta entre regiões inter-hemisféricas desempenha um papel importante na diferenciação entre as duas condições. Ainda, beta no córtex frontal direito é capaz de diferenciar as condições, demonstrando-se um maior envolvimento da memória de procedimento em condição fixa. Sendo assim, os presentes resultados sugerem especialização neuronal na execução do paradigma prossacádico envolvendo sequência de tarefa motora.

Alzheimer's disease qEEG: spectral analysis versus coherence. which is the best measurement? / EEGq na doença de Alzheimer: análise espectral versus coerência. O que é melhor?

There is evidence in electroencephalography that alpha, theta and delta band oscillations reflect cognitive and memory performances and that quantitative techniques can improve the electroencephalogram (EEG) sensitivity. This paper presents the results of comparative analysis of qEEG variables as reliable markers for Alzheimer's disease (AD). We compared the sensitivity and specificity between spectral analysis (spectA) and coherence (Coh) within the same group of AD patients. SpectA and Coh were calculated from EEGs of 40 patients with mild to moderate AD and 40 healthy elderly controls. The peak of spectA was smaller in the AD group than in controls. AD group showed predominance of slow spectA in theta and delta bands and a significant reduction of inter-hemispheric Coh for occipital alpha 2 and beta 1 and for frontal delta sub-band. ROC curve supported that alpha band spectA was more sensitive than coherence to differentiate controls from AD.

Há evidências de que as oscilações das bandas teta, alfa e delta no eletroencefalograma podem refletir diferenças na cognição e memória; a sensibilidade deste método diagnóstico pode ser melhorada por técnicas de quantificação. Comparamos a sensibilidade e especificidade entre a análise espectral (spectA) e coerência (Coh) dentro do mesmo grupo de pacientes com doença de Alzheimer (DA) e contra um grupo controle. SpectA e Coh foram calculadas a partir de EEGs de 40 pacientes com DA leve a moderada e 40 idosos saudáveis. O pico do espectro foi menor no grupo DA que nos controles. O grupo DA também apresentou um espectro mais lento nas bandas teta e delta e menor coerência inter-hemisférica para as sub-bandas alfa 2 e beta 1 posterior e delta frontal. A curva ROC suporta que a análise espectral da banda alfa foi mais sensível que a coerência para diferenciar controles de DA.

Cognitive rehabilitation following traumatic brain injury / Reabilitação cognitiva após traumatismo crânio encefálico

Abstract Annually, some 500,000 people are hospitalized with brain lesions acquired after traumatic brain injury (TBI) in Brazil. Between 75,000 and 100,000 individuals die within hours of the event and 70,000 to 90,000 evolve to irreversible loss of some neurological function. The principal causes of TBI include motor vehicle accidents (50%), falls (21%), assaults and robberies (12%) and accidents during leisure activities (10%). Within this context, cognitive rehabilitation, a clinical area encompassing interdisciplinary action aimed at recovery as well as compensation of cognitive functions altered as a result of cerebral injury, is extremely important for these individuals. Therefore, the aim of this study was to review the basic concepts related to TBI, including mechanisms of injury, severity levels of TBI, the most common findings in moderate and severe TBI survivors, and the most frequent cognitive impairments following TBI, and also to discuss the strategies used to handle patients post-TBI. The study results yielded relevant information on a structured cognitive rehabilitation service, representing an alternative for patients and families afflicted by TBI, enabling the generation of multiple research protocols.

Resumo Anualmente, 500 mil pessoas são hospitalizadas com lesão cerebral adquirida após traumatismo crânio-encefálico (TCE) no Brasil. Setenta e cinco a cem mil pessoas morrem poucas horas após o evento e 70 a 90 mil evoluem para perda irreversível de alguma função neurológica. Entre as principais causas de TCE estão os acidentes automobilísticos (50%), quedas (21%), assaltos e roubos (12%) e atividades de lazer (10%). Dentro deste contexto, a reabilitação cognitiva, uma área clínica de atuação interdisciplinar em busca de recuperação, tanto quanto a compensação de alterações das funções cognitivas resultantes de lesão cerebral, é extremamente importante para estes indivíduos. Portanto, neste estudo, foram revisados os conceitos básicos relacionados ao TCE, tais como os mecanismos de lesão, os níveis graves de TCE, os achados mais comuns em sobreviventes de TCE moderado e grave e as deficiências cognitivas mais comuns após TCE e discutidas as estratégias utilizadas para lidar com pacientes pós-TCE. Como resultado, nosso estudo irá fornecer informações relevantes relacionadas com um serviço de reabilitação cognitiva estruturada e, certamente, irá oferecer uma alternativa para pacientes e famílias vítimas de TCE e, portanto, gerar múltiplos protocolos de pesquisa.

Reabilitação cognitiva após traumatismo crânio encefálico: [revisão] / Cognitive rehabilitation followingtraumatic brain injury: [review]

Annually, some 500,000 people are hospitalized with brain lesions acquired after traumatic brain injury (TBI) in Brazil. Between 75,000 and 100,000 individuals die within hours of the event and 70,000 to 90,000 evolve to irreversible loss of some neurological function. The principal causes of TBI include motor vehicle accidents (50%), falls (21%), assaults and robberies (12%) and accidents during leisure activities (10%). Within this context, cognitive rehabilitation, a clinical area encompassing interdisciplinary action aimed at recovery as well as compensation of cognitive functions altered as a result of cerebral injury, is extremely important for these individuals. Therefore, the aim of this study was to review the basic concepts related to TBI, including mechanisms of injury, severity levels of TBI, the most common findings in moderate and severe TBI survivors, and the most frequent cognitive impairments following TBI, and also to discuss the strategies used to handle patients post-TBI. The study results yielded relevant information on a structured cognitive rehabilitation service, representing an alternative for patients and families afflicted by TBI, enabling the generation of multiple research protocols.

Anualmente, 500 mil pessoas são hospitalizadas com lesão cerebral adquirida após traumatismo crânio-encefálico (TCE) no Brasil. Setenta e cinco a cem mil pessoas morrem poucas horas após o evento e 70 a 90 mil evoluem para perda irreversível de alguma função neurológica. Entre as principais causas de TCE estão os acidentes automobilísticos (50%), quedas (21%), assaltos e roubos (12%) e atividades de lazer (10%). Dentro deste contexto, a reabilitação cognitiva, uma área clínica de atuação interdisciplinar em busca de recuperação, tanto quanto a compensação de alterações das funções cognitivas resultantes de lesão cerebral, é extremamente importante para estes indivíduos. Portanto, neste estudo, foram revisados os conceitos básicos relacionados ao TCE, tais como os mecanismos de lesão, os níveis graves de TCE, os achados mais comuns em sobreviventes de TCE moderado e grave e as deficiências cognitivas mais comuns após TCE e discutidas as estratégias utilizadas para lidar com pacientes pós-TCE. Como resultado, nosso estudo irá fornecer informações relevantes relacionadas com um serviço de reabilitação cognitiva estruturada e, certamente, irá oferecer uma alternativa para pacientes e famílias vítimas de TCE e, portanto, gerar múltiplos protocolos de pesquisa.

Effects of a cognitive modulator in the theta and alpha asymmetry during a typewriting task: a sensorimotor integration perspective / Efeitos de um modulador cognitivo na assimetria de teta e alfa durante uma tarefa de datilografia: uma perspectiva da integração sensório-motora

This study aimed to elucidate cortical mechanisms and to identify the areas where occur such mechanisms due to interaction between bromazepam and motor learning. The sample was composed of 45 healthy subjects randomly distributed in 3 groups: placebo (n=15), bromazepam 3 mg (n=15) or bromazepam 6 mg (n=15). To perform the experimental task, subjects sat comfortably at a distance of approximately 20 cm from the typewriter. The typewriter keyboard was covered with a wooden box to avoid visual information about the hands' position. The typewriting task was performed concomitantly with EEG recording. ANOVA two-way results indicated a decreased asymmetry in sensorimotor areas in the experimental groups. Our interpretation is that moderate doses of bromazepam may improve performance on tasks with predictable elements to promote stability of psychomotor functions, but may also impair performance on tasks executed in unpredictable environments.

O objetivo do estudo foi elucidar mecanismos corticais e identificar as áreas onde estas ocorrem tais mecanismos devido à interação entre bromazepam e aprendizagem motora. A amostra compreendeu 45 sujeitos hígidos distribuídos randomicamente em 3 grupos: placebo (n=15), bromazepam 3 mg (n=15) ou bromazepam 6 mg (n=15). Para a realização da tarefa experimental, sujeitos sentaram-se confortavelmente a uma distância de aproximadamente 20 cm da máquina de escrever. O teclado da máquina foi coberto com uma caixa de madeira para evitar informações visuais sobre a posição das mãos. O registro do EEGq ocorreu simultaneamente à tarefa de datilografia. Os resultados da ANOVA two-way indicaram menor assimetria em áreas sensório-motoras nos grupos experimentais. Nossa interpretação é que doses moderadas de bromazepam podem melhorar o desempenho em tarefas previsíveis por promover estabilidade das funções psicomotoras, mas pode prejudicar o desempenho em tarefas realizadas em ambientes imprevisíveis.

Alzheimer's disease and implicit memory / Doença de Alzheimer e memória implícita

Specific neuropsychiatric disorders, such as Alzheimer's disease (AD) affect some forms of memory while leaving others relatively intact. In this review, we investigate particularities of the relationship between explicit and implicit memories in AD. It was found that implicit memory is preserved in AD, irrespective of the task used; in other words, there was not interference from explicit memory. In addition, it was verified that is possible through implicit memory compensatory strategies such as, activities of daily living (ADL) to compensate for the explicit memory deficits. In this sense, cognitive rehabilitation (CR) demonstrates reasonable results in the process of compensation of explicit memory deficits. Concluding, the decline in explicit memory suggests that both systems are functionally independent even if the other is compromised. We expect that when explicit memory system is not involved in competition with the implicit system, the final effect of learning is better, because all of the implicit memory capacity is engaged in learning and not in competition with the explicit system.

Distúrbios neuropsiquiátricos específicos, tais como a doença de Alzheimer (DA), podem afetar algumas formas de memória enquanto deixam outros relativamente intactos. Nesta revisão, nós investigamos particularidades da relação entre as memórias explicita e implícita na DA. Foi verificado que a memória é preservada na DA, independente da tarefa usada; ou seja, não ocorre interferência da memória explícita. Além disso, foi verificado que é possível através de estratégias compensatórias de memória implícita, tais como, atividades da vida diária (AVD) compensar os déficits da memória explícita. Neste sentido, a reabilitação cognitiva (RC) demonstra resultados razoáveis no processo de compensação dos déficits da memória explicita. Concluindo, a queda na memória explícita sugere que ambos os sistemas são funcionalmente independentes mesmo que outro esteja comprometido. Esperamos que quando o sistema de memória explícita não está envolvido em competição com o sistema implícito, o efeito final de aprendizagem é melhor, porque toda a capacidade da memória implícita está engajada na aprendizagem e não na competição com o sistema explícito.

EEG alpha peak frequency analysis during memorizing of figures in patients with mild cognitive impairment / Análise do pico de frequência alfa do EEG durante a memorização de figuras em pacientes com comprometimento cognitivo leve

OBJECTIVE: To investigate spectral analysis of electroencephalograms (EEG) for the alpha frequency band during rest and cognitive stimulation in healthy adults and individuals with mild cognitive impairment. METHOD: We analyzed 56 EEGs from 28 patients, 7 men and 21 women, 12 of whom (40 percent) were controls, 16 patients with mild cognitive impairment (60 percent). Ages ranged from 61 to 83 years. All individuals were patients in the Psycho-geriatric Out-patients Clinic of LIM-27, of the Psychiatric Institute of the Clinicas Hospital of the Faculty of Medicine of the University of São Paulo, IPq-HCFMUSP, between 2004 and 2007. Each patient underwent two exams with an interval of at least six months between them. During the exam, performed after a period of wakefulness and rest, the patients memorized series of pictures. RESULTS: Analysis of spectral potential both at rest and during the memorizing task showed no statistical differences between baseline and final recordings. CONCLUSION: Spectral analysis of EEGs showed coherent results with the clinical stability of the patients evaluated but was unable to distinguish between the control group and patients with MCI. Future studies should include a larger sample and a longer follow up.

OBJETIVO: Realizar a análise espectral da banda de frequência alfa do EEG em adultos saudáveis, com comprometimento cognitivo leve (CCL), durante o repouso e a estimulação cognitiva. MÉTODO: Analisamos 56 EEGs de 28 pacientes, 7 homens e 21 mulheres, 12 dos quais (40 por cento) controles, 16 pacientes com CCL (60 por cento), com idades entre 61 a 83 anos.Todos os pacientes foram atendidos no serviço de psicogeriatria do LIM 27, do Instituto de Psiquiatria da Faculdade de Medicina da USP,entre os anos de 2004 a 2007, sendo que cada paciente realizou 2 exames com intervalo de 6 meses entre eles. Os registros dos EEGs foram realizados em repouso e durante a realização de atividade de memorização de figuras. RESULTADOS: A analise espectral durante o repouso e a tarefa de memorização não mostraram diferenças estatísticas entre os EEGs iniciais e finais. CONCLUSÃO: A análise espectral dos EEGs mostrou-se coerente com a estabilidade clínica dos dois grupos, no entanto não foi capaz de distinguir o grupo controle do grupo CCL. Estudos futuros deverão incluir um maior número de indivíduos por um tempo maior de seguimento.

Posterior parietal cortex role in a sensorimotor task performance / Papel do córtex parietal posterior na realização de uma tarefa sensório-motora

This study aimed to elucidate electrophysiological and cortical mechanisms involved in anticipatory actions when individuals had to catch balls in free drop; specifically through quantitative electroencephalography (qEEG) alpha absolute power changes. The sample was composed for 23 health subjects, both sexes, with ages varying between 25 and 40 years, absence of mental and physical illness, right handed and don't make use of any psychoactive or psychotropic substance at the time of the study. The experiment consisted of a task of catching balls in free drop. The three-way ANOVA analysis demonstrated an interaction between moment and position factors in left parietal posterior cortex (PPC) (p=0.001). Through the experimental task employed, this area demonstrated a differentiated activity involving expectation, planning and preparedness in the ball's drop task.

O estudo tentou elucidar mecanismos eletrofisiológicos e corticais envolvidos em ações antecipatórias quando os sujeitos testados tiveram que apreender bolas em queda livre; especificamente através de mudanças na potência absoluta na banda alfa da eletrencefalografia quantitativa (EEGq). A amostra foi composta por 23 sujeitos sadios, ambos os sexos, idade entre variando entre 25 e 40 anos, sem comprometimento físico e mental, destros, e não fazer uso de nenhuma substância psicoativa ou psicotrópicos até o momento do estudo. O experimento consistiu de uma tarefa de apreensão de bolas em queda livre. A análise three-way ANOVA demonstrou uma interação entre os fatores momento e posição no córtex parietal posterior (CPP) esquerdo (p=0,001). Através da tarefa experimental empregada, esta área demonstrou uma atividade diferenciada envolvendo expectativa, planejamento e prontidão na tarefa de queda de bolas.

Motor learning processes: an electrophysiologic perspective

The goal of the present study was to investigate electrophysiologic, qEEG, changes when individuals were exposed to a motor task. Subjects’ brain electrical activity was analyzed before and after the typewriting training task. For the neurophysiological variable asymmetry, a paired t-test was performed to compare each moment, pre and post-task, in the beta bands. The findings showed a change for the qEEG variable in each scalp site, F3/F4; C3/C4 and P3/P4. These results suggest an adaptation of pre-frontal, sensory-motor and parietal cortex, as a consequence of the typewriting training.

O objetivo do presente estudo foi investigar mudanças eletrofisiológicas através do EEGq quando indivíduos são expostos a uma tarefa motora. A atividade elétrica no córtex dos sujeitos foi analisada antes e após o treinamento da tarefa motora. Para a variável neurofisiológica assimetria, um teste t foi implementado para comparar cada momento, pré e pós-tarefa, na banda beta. Os achados demonstraram mudança em assimetria para as seguintes regiões no escalpo: F3/F4, C3/C4 e P3/P4. Estes resultados sugerem uma adaptação das regiões pré-frontal, somatosensorial e parietal como conseqüência do treinamento de datilografia.

Cortical asymmetry: catching an object in free fall

The main goal of the present study was to analyze theta asymmetry through quantitative electroencephalography (qEEG) when individuals were exposed to a sequential motor task, i.e. catching a ball. The sample was composed of 23 healthy subjects, male and female, between 25 and 40 years of age. A two-way factor Anova was applied to compare pre and post moments related to the balls' drop and scalp regions (i.e., frontal and parieto-occipital cortices). The first analysis of the frontal region compared electrodes in the left, right and left/right hemispheres combined, with the frontal midline electrode (FZ) included in the analysis. The results showed moment and region main effects. The second analysis compared left versus right hemisphere without the FZ site. The findings demonstrated an interaction effect between moment and region. The first parieto-occipital analysis, comparing left, right and central regions, with PZ included in all regions, showed main effects of moment and region. The second analysis, comparing left, right (without Pz) and central regions strictly demonstrated a region main effect. Thus, we observed an asymmetric pattern in the frontal cortex (i.e., planning and response selection) when the subjects were waiting for the balls' drop. Moreover, the left hemisphere seems to engage differently from the other regions when the central nervous system needs to prepare for a motor action. On the other hand, the parieto-occipital cortex, which is related to attentive processes, demonstrated a more asymmetric activity towards the right region which implies a participation of this area in cognitive strategies in this particular task. Taken together, we concluded that the adopted experimental approach can be useful to explore several others directions combining sensorimotor integration tasks with different pathologies, such as depression, Alzheimer's and Parkinson's diseases.

O objetivo do presente experimento foi avaliar medidas de assimetria na banda teta através da electroencefalografia quantitativa (EEGq) durante a realização da atividade motora de apreensão de uma bola em queda livre. A amostra constituiu-se de 23 sujeitos saudáveis de ambos os sexos, faixa etária entre 25 e 40 anos. Anova two-way foi utilizada para comparar os momentos pré e pós relacionados à queda da bola, e às regiões do escalpo (córtex frontal e parieto-occipital). A primeira análise da região frontal comparou eletrodos nos hemisférios esquerdo, direito e esquerdo/direito combinados, incluindo na análise o eletrodo frontal mediano (FZ). O resultado demonstrou um efeito principal para momento e região. A segunda análise comparou os hemisférios direito e esquerdo, sem o eletrodo FZ. Neste achado verificou-se um efeito principal para a interação entre os fatores momento e região. A primeira análise realizada na região parieto-occipital comparou as regiões esquerda, direita e central, com PZ incluídos em todas as áreas, demonstrou efeito principal para momento e região. A segunda análise comparou as regiões esquerda, direita (sem PZ) e central, e verificou-se um efeito principal para região. Tais achados indicaram um padrão de assimetria no córtex frontal (ex., planejamento e seleção de resposta) no momento em que os sujeitos esperavam a queda da bola. Além disso, o hemisfério esquerdo parece engajar-se diferentemente em relação às outras regiões quando o sistema nervoso central necessita se preparar para uma ação motora. Por outro lado, o córtex parieto-occipital, o qual está envolvido com processos de atenção, demonstrou uma maior assimetria no hemisfério direito, o que implica uma participação dessa área em estratégias cognitivas para uma tarefa particular. Então, podemos concluir que o procedimento experimental adotado pode ser utilizado para explorar diferentes direções combinando tarefas de integração sensório-motora com diferentes...

Changes in quantitative EEG absolute power during the task of catching an object in free fall

The aim of this study was to verify changes in absolute power (qEEG), in theta, during the catch of a free falling object. The sample consisted of 10 healthy individuals, of both genders, with ages between 25 and 40 years. A three-way ANOVA followed by Post-Hoc analysis was applied. The results demonstrated main effects for time and position. In conclusion, a motor task that involves expectation produces deactivation of non-relevant areas in the ipsilateral hemisphere of the active limb. On the other hand, the patterns of results showed activation in areas responsible for planning and selection of motor repertories in the contralateral hemisphere.

O objetivo deste estudo foi verificar mudanças na potência absoluta (EEGq), em teta, durante a pegada de objeto em queda livre. A amostra consistiu de 20 indivíduos saudáveis, de ambos os gêneros, com idade entre 25 e 40 anos. Foi utilizada uma ANOVA three-way seguida de uma análise Post-Hoc. Os resultados demonstraram efeito principal para momento e posição. Concluindo, uma tarefa motora que envolve expectativa produz desativação de áreas não-relevantes no hemisfério ipsilateral do membro ativo. Por outro lado, o padrão dos resultados mostrou ativação em áreas responsáveis por planejamento e seleção de repertórios motores no hemisfério contralateral.

EEG spectral cohrence inter and intrahemispheric during catching object fall task

The aim of the present study was to evaluate coherence measures at Theta through qEEG during the accomplishment of a specific motor task. The sample consisted of 23 healthy individuals, both sexes, with ages varying between 25 and 40 years old. All subjects were submmitted to a specific motor task of cacthing sequences of falling balls. A three-way ANOVA was employed for the statistical analysis, which demonstrated main effects for the following factors: time, block and position. However, there was no interection between the factors. A significant and generalized coherence reduction was observed during the task execution time. Coherence was also diminished at the left frontal cortex and contralateral hemisphere of the utilizing limb (comparing to the right frontal cortex). In conclusion, these findings suggest a certain specialization of the neural circuit, also according to previous investigations. The inter-coherence reduction suggests a spatial inter-electrode dependence during the task, rather than a neuronal specialization.

O objetivo do presente experimento foi avaliar medidas de coerência na banda Teta através do EEGq durante a realização de uma atividade motora. A amostra constituiu-se de 23 sujeitos saudáveis, ambos os sexos, faixa etária entre 25 e 40 anos. Os sujeitos foram submetidos à tarefa motora de apreensão seqüencial de bolas em queda livre. Para análise estatística foi realizada uma ANOVA (Three-Way) que demonstrou efeito principal para os fatores: momento, tempo e posição. Porém não houve interação entre os fatores. Uma diminuição generalizada significativa da coerência ocorreu ao longo do tempo de execução da tarefa que também se apresentou reduzida no córtex frontal esquerdo, hemisfério contralateral ao membro utilizado (em comparação com o córtex frontal direito). Em conclusão, estes achados sugerem especialização do circuito neural que estão em consonância com experimentos prévios. A diminuição da coerência inter-hemisférica sugere uma dependência espacial inter-eletrodos durante a tarefa e não uma especialização neuronal.

Complex, multifocal, individual-specific attention-related cortical functional circuits

Recent studies focusing on the analysis of individual patterns of non-sensory-motor CNS activity may significantly alter our view of CNS functional mapping. We have recently provided evidence for highly variable attention-related Slow Potential (SP) generating cortical areas across individuals (Basile et al., 2003, 2006). In this work, we present new evidence, searching for other physiological indexes of attention by a new use of a well established method, for individual-specific sets of cortical areas active during expecting attention. We applied latency corrected peak averaging to oscillatory bursts, from 124-channel EEG recordings, and modeled their generators by current density reconstruction. We first computed event-related total power, and averaging was based on individual patterns of narrow task-induced band-power. This method is sensitive to activity out of synchrony with stimuli, and may detect task-related changes missed by regular Event-Related Potential (ERP) averaging. We additionally analyzed overall inter-electrode phase-coherence. The main results were (1) the detection of two bands of attention-induced beta range oscillations (around 25 and 21 Hz), whose scalp topography and current density cortical distribution were complex multi-focal, and highly variable across subjects, including prefrontal and posterior cortical areas. Most important, however, was the observation that (2) the generators of task-induced oscillations are largely the same individual-specific sets of cortical areas active during the resting, baseline state. We concluded that attention-related electrical cortical activity is highly individual-specific (significantly different from sensory-related visual evoked potentials or delta and theta induced band-power), and to a great extent already established during mere wakefulness. We discuss the critical implications of those results, in combination with other studies presenting individual data, to functional...

Artefatos biológicos no EEG quantitativo / Biologic artifacts in quantitative EEG

Estudamos, em 10 indivíduos adultos normais, o comportamento de cinco artefatos biológicos do eletrencefalograma (EEG): piscamento palpebral, fechamento forçado dos olhos, fechamento forçado da mandíbula, movimentos de língua e varredura horizontal dos olhos - tanto por análise visual como espectral - tanto com objetivo de verificar como esses artefatos são visualizados quando apresentados em mapas de potência da amplitude espectral. Observamos que os potenciais do espectro respeitavam a mesma disposição topográfica que os encontrados à análise visual do traçado. A análise visual do EEG é superior à quantitativa, para o reconhecimento de artefatos, porque preserva a visualização morfológica dos grafoelementos que deve ser feita obrigatoriamente no domínio do tempo, pois a sua correta identificação se perde no domínio da frequência. Devido a grande dificuldade de excluirmos totalmente os artefatos durante o registro do EEG e, por conseguinte, serem incluídos na análise quantitativa, é fundamental conhecermos como estes potenciais serão representados nos mapas quantitativos, para podermos identifica-los, evitando confundí-los com atividades patológicas do EEG.

Electroencephalographic changes after one nigth of sleep deprivation

Privação total ou parcial de sono causa efeitos deletérios em diferentes funções cognitivas e psicomotoras, que podem estar relacionados às mudanças eletrofísiológicas frequentemente observadas. No presente estudo, investigou-se os efeitos de uma noite de privação de sono nas respostas eletrencefalográficas de repouso. O protocolo experimental consistiu na coleta e gravação dos dados do qEEG de onze sujeitos jovens e saudáveis antes (momento baseline) e após (momento 2) uma noite de privação de sono. Todos os dados sofreram transformação logarítmica, que evidenciou um aumento significativo nas potências relativas de teta T6 (p=0,041), O2 (p=0,018) e OZ (p=0,028); e delta T6 (p=0,043). As bandas de freqüência mais rápidas alfa Fp1 (p=0,040), F3 (p=0,013), Fp2 (p=0,033), T4 (p=0,050), T6 (p=0,018), O2 (p=0,011), Oz (p=0,025) e beta (p=0,022) apresentaram reduções significativas na potência absoluta. Os resultados demonstram que o espectro de potência exibe diferenças específicas em freqüências de bandas diferentes, e corroboram para a premissa de que o cérebro, após privação ou perda de sono, promove ajustes e adaptações locais, ao invés de globais.

Coerência espectral do eletrencefalograma em pacientes submetidos a transposição tendinosa: estudo pré e pós-operatório / EEG spectral coherence at patients submitted to tendon transfer surgery: study pre and post surgery

A transferência tendinosa do músculo tibial posterior é intervenção cirúrgica bastante utilizada na ortopedia para correção do pé caído por seqüela de hanseníase. Poucos modelos propuseram investigações mais significativas sobre os fenômenos plásticos cerebrais nas transferências tendinosas. O presente estudo teve como objetivo analisar a coerência espectral (CE) na Eletroencefalografia (EEG) em pacientes submetidos a transferência do tendão do tibial posterior pela técnica de Srinivasan através da EEG quantitativa (EEGq). A amostra foi composta de quatro sujeitos com pé caído devido a seqüela de hanseníase. Os parâmetros de CE do EEG foram quantificados no momento pré e pós-operatório. Os resultados mostraram que houve efeito principal para o fator momento, significativo, no par de eletrodos C3-CZ, com aumento da coerência. Entretanto, os achados da ANOVA não revelaram interação significativa entre bandas versus momento. A recuperação funcional promovida por tal cirurgia parece gerar alterações corticais.

Aprendizagem de procedimentos e efeitos ansiolíticos: medidas eletrencefalográficas, motora e atencional / Procedural learning and anxiolytic effects: electroencephalographic, motor and attentional measures

O objetivo do presente estudo foi avaliar parâmetros atencionais, motores e eletrencefalográficos durante uma tarefa de procedimentos em sujeitos que ingeriram 6mg de bromazepam. A amostra consistiu de 26 sujeitos saudáveis, ambos os sexos, entre 19 e 36 anos. Os grupos controle e experimental foram submetidos à tarefa datilográfica em desenho duplo-cego randomizado. Os achados não revelaram diferenças nas medidas atencionais e motoras entre os grupos. Foram avaliadas medidas de coerência (EEGq) entre regiões do escalpo nas bandas teta, alfa e beta. Análise inicial revelou um efeito principal para condição (Anova 2- critérios de variação - condição versus blocos). Uma segunda Anova, também com 2 critérios de variação (condição versus região do escalpo), demonstrou um efeito principal para ambos os fatores. Em conclusão, a medida de coerência parece não ser uma ferramenta sensível para demonstrar diferenças entre áreas corticais em função de uma tarefa de procedimentos.