Phase and amplitude correlations in the newborn EEG

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis
Date
2017-12-11
Department
Major/Subject
Biosensing and -electronics
Mcode
ELEC3045
Degree programme
LST - Master's Programme in Life Science Technologies (TS2013)
Language
en
Pages
107 + 7
Series
Abstract
In this thesis, the aim was to study the phase and amplitude correlations within neonatal electroencephalography (EEG) measurements. Premature birth can cause hindrances and changes in the functional connectivity of the brain, which can lead to serious neurological disorders later in life. The dataset consists of measurements from 113 babies: 67 born fullterm and 46 born preterm. The EEG measurements were done at the term-equivalent age in order to compare the phase and amplitude correlations between the two groups. Three different synchrony features were calculated from the data, in order to represent the different types of phase and amplitude correlations within the newborn brain. The main focus of this thesis is on the differences in functional connectivity between the two groups, but it is also studied how functional connectivity is located in the brain within the groups, and how the synchrony features are correlated with conceptional age, with each other and with the neurological scores C1 and C2. The neurological scores evaluate the motor and sensory development of a baby at birth. As a result of all these tests there are clear differences between the two groups, which show that the connections in the brain do not all develop at the same time and the development in the preterms might be slightly delayed. The results of this thesis also show that synchrony features might have some predictive value in regards to cognitive outcome.

Tässä diplomityössä tutkittiin vastasyntyneen elektroenkefalogrammin (EEG) vaihe- ja amplitudikorrelaatioita. Ennenaikainen syntymä voi aiheuttaa komplikaatioita ja muutoksia aivojen funktionaalisessa konnektiivisuudessa, mikä voi johtaa vakaviin neurologisiin häiriöihin myöhemmin elämässä. Tutkimuksessa käytetty aineisto koostuu 113:n vauvan EEG-mittauksista: 67 täysiaikaisena syntynyttä ja 46 ennenaikaisesti syntynyttä. EEG-mittaukset suoritettiin täysiaikaisuutta vastaavassa iässä, jotta vaihe- ja amplitudikorrelaatiot ovat vertailukelpoisia ryhmien välillä. Aineistosta laskettiin kolme erilaista synkroniamittaria, jotka kuvaavat vastasyntyneen aivoissa esiintyviä erilaisia vaihe- ja amplitudikorrelaatioita. Diplomityön ensisijaisena tavoitteena oli tutkia edellä mainittujen kahden ryhmän välisiä eroja aivojen funktionaalisessa konnektiivisuudessa. Työssä tutkitaan myös, kuinka funktionaalinen konnektiivisuus on jakautunut aivoissa ryhmien sisäisesti sekä kuinka synkroniamittarit ovat korreloituneet iän kanssa, keskenään sekä neurologisten mittarien C1 ja C2 kanssa. Mittarit C1 ja C2 arvioivat vauvan motorista ja sensorista kehitystä syntymän hetkellä. Kaikki nämä tutkimukset osoittavat, että ryhmien välillä on selkeitä eroja, mistä havaitaan, että yhteydet aivoissa eivät kehity kaikkialla samaan aikaan ja että keskosina syntyneiden aivojen kehitys on mahdollisesti hieman myöhästynyt. Tuloksista havaitaan myös, että synkroniamittareista saattaa olla hyötyä vauvan kognitiivisen kehityksen ennustamisessa.
Description
Supervisor
Parkkonen, Lauri
Thesis advisor
Tokariev, Anton
Vanhatalo, Sampsa
Keywords
neonate, EEG, functional connectivity, phase, amplitude, correlation
Other note
Citation