Individual test-retest reliability of evoked and induced alpha activity in human EEG data

Abstract

Se han asociado diversos mecanismos psicológicos con modulaciones de diferentes frecuencias de EEG. Según nuestro conocimiento, existen pocos estudios sobre la fiabilidad test-retest de estas modulaciones en el cerebro humano. Para evaluar las confiabilidades alfa evocadas e inducidas relacionadas con el procesamiento cognitivo, los datos de EEG de veinte sujetos se registraron en 58 derivaciones en dos sesiones diferentes separadas por 49,5 ± 48,9 (media ± desviación estándar) días. Se seleccionó un bicho raro visual como tarea cognitiva y se analizaron tres parámetros principales para las modulaciones alfa evocadas e inducidas (latencia, amplitud y topografía). La latencia y la amplitud de las modulaciones evocadas e inducidas mostraron un comportamiento estable entre las dos sesiones. La correlación entre las sesiones para las topografías alfa evocadas e inducidas en el gran promedio (nivel de grupo) fue r = 0.923, p <0,001; r = 0,962, p <0,001, respectivamente. Los valores de correlación intraindividuales para la modulación evocada oscilaron entre 0,472 y 0,974 (media: 0,766), mientras que la actividad inducida mostró un rango diferente, 0,193 a 0,892 (media: 0,655). El análisis individual de la confiabilidad test-retest mostró una mayor heterogeneidad en la modulación inducida, probablemente debido a las fases heterogéneas encontradas en el segundo caso. Sin embargo, a pesar de esta heterogeneidad en los valores de fase para la actividad inducida relativa al inicio de los estímulos, se obtuvo una excelente puntuación de correlación para la topografía grupal, con valores que fueron mejores que los de la gran topografía evocada promedio. Como conclusión principal, la actividad alfa inducida se puede observar como una respuesta estable y reproducible en el procesamiento cognitivo del cerebro humano.

Diverse psychological mechanisms have been associated with modulations of different EEG frequencies. To the extent of our knowledge, there are few studies of the test-retest reliability of these modulations in the human brain. To assess evoked and induced alpha reliabilities related to cognitive processing, EEG data from twenty subjects were recorded in 58 derivations in two different sessions separated by 49.5 ± 48.9 (mean ± standard deviation) days. A visual oddball was selected as the cognitive task, and three main parameters were analyzed for evoked and induced alpha modulations (latency, amplitude and topography). Latency and amplitude for evoked and induced modulations showed stable behavior between the two sessions. The correlation between sessions for alpha evoked and induced topographies in the grand average (group level) was r = 0.923, p<0.001; r = 0.962, p<0.001, respectively. The within-subject correlation values for evoked modulation ranged from 0.472 to 0.974 (mean: 0.766), whereas induced activity showed a different range, 0.193 to 0.892 (mean: 0.655). Individual analysis of the test-retest reliability showed a higher heterogeneity in the induced modulation, probably due to the heterogeneous phases found in the second case. However, despite this heterogeneity in phase values for induced activity relative to the onset of the stimuli, an excellent correlation score was obtained for group topography, with values that were better than those of the grand average evoked topography. As a main conclusion, induced alpha activity can be observed as a stable and reproducible response in the cognitive processing of the human brain.