Contribuciones oscilatorias y aperiódicas a las métricas de tiempo-frecuencia relacionadas con eventos de EEG durante el control cognitivo y el procesamiento de refuerzo

Antecedentes

Las oscilaciones cerebrales, también conocidas como ritmos neuronales, son fundamentales para la coordinación de la comunicación entre redes distribuidas del cerebro, y constituyen la base de muchos procesos cognitivos complejos. Estas oscilaciones coexisten con una actividad cerebral no rítmica y aperiódica, que se manifiesta como un patrón característico 1/f en los espectros de potencia.

Aunque históricamente se ha prestado más atención a las oscilaciones, la actividad aperiódica también se ha relacionado con funciones cognitivas y puede interferir o confundir la detección de ritmos oscilatorios verdaderos.

Métodos

En este Registered Report, se aplicó un enfoque de parametrización espectral con resolución temporal a registros de EEG tomados durante dos tareas cognitivas comunes. Estas tareas permitieron observar dinámicas neuronales típicas, como la sincronización de theta mediofrontal (4–8 Hz) y la desincronización de alfa parietal (9–13 Hz) y beta central (15–30 Hz), patrones bien documentados en estudios de procesamiento cognitivo.

Resultados

Nuestros hallazgos indican que las firmas tiempo-frecuencia (TF) observadas típicamente en tareas cognitivas, como la sincronización de theta y la desincronización de alfa, reflejan principalmente fenómenos oscilatorios parametrizados, y no pueden atribuirse únicamente a cambios en la actividad aperiódica. Sin embargo, también se encontraron cambios en la potencia aperiódica que estaban bloqueados al estímulo, y que parecían responder tanto a la demanda de control cognitivo como al procesamiento del refuerzo.

Un análisis adicional mostró que la potencia aperiódica se correlacionó fuertemente con las estimaciones de potencia total sin corrección de línea base, mientras que la potencia oscilatoria correlacionó bien con algunas, pero no todas, las secciones de la potencia corregida por línea base. Notablemente, incluso después de aplicar correcciones de línea base, las correlaciones entre la actividad aperiódica y la potencia tiempo-frecuencia permanecieron altas.

Conclusiones

Estos resultados conducen a dos conclusiones principales:

1. Las firmas típicas de potencia tiempo-frecuencia en las bandas theta y alfa reflejan predominantemente oscilaciones cerebrales auténticas, cuando se utilizan modelos que separan componentes oscilatorios de aperiódicos.

2. La actividad aperiódica varía en el tiempo durante el procesamiento cognitivo, y estas dinámicas no se eliminan mediante corrección de línea base, lo que sugiere que debe considerarse de forma explícita en el análisis de EEG.

Estos hallazgos contribuyen a una comprensión más matizada de la dinámica neuronal subyacente a la cognición, y resaltan la necesidad de modelos espectrales más precisos para interpretar adecuadamente los datos de EEG.

Resumen modificado por Cibermedicina

Para acceder al texto completo consulte las características de suscripción de la fuente original: https://onlinelibrary.wiley.com/