Changes in phase-amplitude coupling caused by propofol anaesthesia

Thumbnail Image

Files

master_Sokka_Elmo_2016.pdf (1.09 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Perustieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2016-02-16

Department

Major/Subject

Lääketieteellinen tekniikka

Mcode

F3001

Degree programme

Teknillisen fysiikan ja matematiikan koulutusohjelma

Language

en

Pages

7+55

Series

Abstract

Anaesthesia studies provide an excellent opportunity to study the changes in brain signals brought about by loss of consciousness. In this thesis I analyse EEG data in the awake and propofol-anaesthetised states, attempting to characterise the changes in phase-amplitude coupling. This organisation of neuronal oscillations has been proposed to act as a mechanism for neuronal processes to integrate information between different spatial and temporal scales. I pay special attention to avoiding the usual pitfalls in this type of analysis in order to obtain meaningful results. In accordance with previous research, a strong and highly synchronous frontal alpha rhythm is observed during propofol anaesthesia, replacing the occipital alpha rhythm of the awake state. I show here for the first time that this new rhythm is strongly linked to frontal gamma activity through phase-amplitude coupling. The result raises questions about the fundamental roles of phase-amplitude coupling in the functioning of the brain.

Anestesiatutkimus tarjoaa erinomaisen mahdollisuuden tutkia tajunnan menetyksen aiheuttamia muutoksia aivoissa. Tässä diplomityössä analysoin EEG-mittauksia valveilla olon ja propofol-anestesian aikana ja pyrin kuvailemaan muutoksia vaihe-amplitudikytkennässä. Tämäntyyppisen järjestymisen aivojen rytmisessä toiminnassa on esitetty yhdistävän tietoa eri aika-ja pituusskaaloilla tapahtuvien prosessien välillä. Kiinnitän erityistä huomiota menetelmiin siten, että tulokset ovat mahdollisimman mielekkäitä. Kuten aiemmissa tutkimuksissa on havaittu, anestesian aikana frontaalialueille ilmestyy vahva, synkronisoitunut alfa-rytmi. Tässä työssä osoitan ensimmäistä kertaa, että tämä rytminen toiminta on yhteydessä frontaaliseen gamma-aktiivisuuteen vaihe-amplitudikytkennän kautta. Tämä tulos kyseenalaistaa vaiheamplitudikytkennän oletetun merkityksen aivojen toiminnassa.

Description

Supervisor

Salmelin, Riitta

Thesis advisor

Wohlschläger, Afra

Keywords

phase-amplitude coupling, cross-frequency coupling, propofol anaesthesia, loss of consciousness

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201603291520

Collections

[dipl] Perustieteiden korkeakoulu / SCI