Nombre: HÉCTOR GONZALO ROJAS PESCIO

Título: DETERMINACIÓN DEL ESFUERZO COGNITIVO MEDIANTE EL ANALISIS DE SEÑALES CEREBRALES HEMODINAMICAS UTILIZANDO COMPLEJIDAD ESTADÍSTICA

Profesor tutor: Dr. Máx Chacón Pacheco

Año: 2020

Resumen:

El estudio del esfuerzo cognitivo contribuye con el análisis de los procesos de aprendizaje y cognición en distintos ámbitos académicos, laborales, clínicos entre otros. La mayor parte de los estudios que utilizan medidas psicofisiológicas analizan principalmente señales de electroencefalograma (EEG), y son muy pocos los que han evaluado la relación entre los mecanismos hemodinámicos cerebrales y el esfuerzo cognitivo de estímulos relacionados con niveles de dificultad (estímulos n-task). El objetivo del presente proyecto de investigación doctoral es comprender la asignación de recursos cerebrales (como oxígeno y glucosa) y remoción de residuos metabólicos al realizar tareas cognitivas bajo condiciones fisiológicas, mediante el método de ultrasonografía Doppler transcraneal (TCD). De esta forma, establecer un biomarcador de las funciones neurocognitivas basado en entropía (H) y medidas de complejidad estadística (MCE) obtenidas de las señales hemodinámicas, que permita diferenciar el esfuerzo durante la realización de tareas mentales. La metodología del proyecto establece la recolección de datos de sujetos sanos (estudiantes universitarios) de todos los géneros, y un rango de edad entre 18 a 30 años. Las señales de velocidad de flujo sanguíneo cerebral (VFSC) son capturadas en las arterias cerebrales medias, utilizando el equipo TCD Doppler Box, y almacenadas mediante el software del fabricante. Las variables dependientes corresponden a las medidas de entropía de distintas familias (Shannon, Permutación, Renyi, Tsallis y Dispersión, entre otras) y sus respectivas MCE obtenidas desde las señales de VFSC y sus subcomponentes resistencia área de producto (RAP) y presión de cierre crítico (PCC). Las variables independientes corresponden a los estímulos cognitivos (tareas n-task aritméticas y lingüísticas) generados por un software de apoyo que también registra el tiempo de realización, desempeño y autopercepción de los participantes. Posteriormente, se realiza un análisis estadístico de las distribuciones de MCE, su clasificación mediante regresión logística en plano entropía complejidad (o plano HC) y visualización en el plano Shannon-Fisher para inferir acerca del fenómeno. Al presente, entre los resultados de experimentaciones preliminares, el presente proyecto de investigación doctoral obtuvo diferencias entre línea base y tareas relacionadas a funciones neurocognitivas (como la atención, visuoespacial, memoria y lenguaje). Lo anterior, evaluar la complejidad de los mecanismos hemodinámicos cerebrales, específicamente el acoplamiento neurovascular (ANV) ante estímulos sin niveles de esfuerzo cognitivo, utilizando distintas familias de entropías. A partir de dichos resultados la presente experimentación caracteriza las señales hemodinámicas seleccionando las familias de entropías y sus parámetros más apropiados, para hallar diferencias significativas ante estímulos con distintos niveles de carga cognitiva.