Codificación de la información en la amplitud de oscilaciones neuronales de alta frecuencia: hacia un biomarcador de entropía máxima en registros preictales de epilepsia

MAURO GRANADO; NATANIEL MARTINEZ; FERNANDO MONTANI

Congreso; 107a Reunión de la Asociación Física Argentina; 2022

La electroencefalografía intracraneal puede registrar directamente los potenciales de campolocales de un gran conjunto de neuronas en las proximidades del electrodo. Para buscar posiblesbiomarcadores epilépticos y determinar la zona epileptógena que da lugar a los ataques,investigamos la dinámica de las señales basales y preictales. Para ello, exploramos la dinámicade las series temporales registradas para diferentes bandas de frecuencia considerando lasoscilaciones de alta frecuencia hasta 240 Hz. Aplicamos una transformada de Hilbert para estudiarla amplitud y la fase de las señales, y se caracterizó la dinámica de las diferentes bandasde frecuencia en el plano de entropía-complejidad temporal, H × C, comparando la evolucióndinámica de las series temporales basales y preictales. Nuestros resultados muestran que amedida que el sistema evoluciona temporalmente en el estado preictal, las amplitudes de laseñal de las bandas HFO entre 220-230 y 230-240 Hz se acercan cada vez más al máximode entropía y a un mínimo de complejidad. Podemos interpretar esto como que la naturalezadel sistema evoluciona temporalmente en el estado preictal de tal manera que el consumo derecursos por parte del sistema es mínimo para la amplitud en las frecuencias entre 220-230y 230-240 Hz. En este caso la máxima entropía equivale al principio de mínimo consumo derecursos del sistema. Esto corresponde a la minimización de la energía libre de Gibbs, ya quela aleatoriedad y la baja complejidad parecen ser una restricción para la dinámica de la señalen el estado preictal para las bandas de frecuencia entre 220-230 y 230-240 Hz.