Using EEG-based BCI settings and brain-state dependent stimulation as research tools for hypothesis-testing in cognitive neuroscience: a test-bench for brain-behavioural α-theories in visual perception and spatial attention

• Autores: Irene Vigué Guix
• Directores de la Tesis: Salvador Soto-Faraco (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Pompeu Fabra ( España ) en 2022
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Oscar Camara Rey (presid.), Ali Mazaheri (secret.), Saskia Haegens (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Tecnologías de la Información y las Comunicaciones por la Universidad Pompeu Fabra
• Materias:
  • Ciencias económicas
    • Economía del cambio tecnológico
      • Innovación tecnológica
  • Psicología
    • Psicopedagogía
      • Procesos cognitivos
    • Psicología experimental
      • Procesos de percepción
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: TDX
• Resumen
  • español

    Las oscilaciones espontáneas en la banda alfa (α, 8 a 12 Hz) reflejan fluctuaciones continuas en la excitabilidad cortical. Varios marcos teóricos y estudios empíricos han respaldado la noción de que las distintas características de las oscilaciones α (p. ej., potencia, fase, acoplamiento de fase) influyen en el procesamiento sensorial y el desempeño conductual posterior en la percepción visual y la atención espacial. Si bien la evidencia del papel del poder α en la percepción parece estar bien establecida, los roles de la fase α en la percepción y el acoplamiento de la fase α de largo alcance en la atención espacial aún no están claramente establecidos. Esta disertación presenta sistemas de interfaz cerebro-computadora basados en EEG como un banco de pruebas para las predicciones de las teorías del comportamiento del cerebro y para comprender la conexión entre las oscilaciones cerebrales y el comportamiento. Nuestros hallazgos obtienen un apoyo mixto para los roles de las características de las oscilaciones α en la percepción visual y la atención espacial y arrojan luz adicional sobre el uso de los sistemas BCI como una herramienta de investigación prometedora en neurociencia cognitiva.

  • català

    Les oscil·lacions espontànies a la banda d’alfa (α, 8–12 Hz) reflecteixen les fluctuacions en curs en l'excitabilitat cortical. Diversos marcs teòrics i estudis empírics han donat suport a la idea que les característiques diferents de les oscil·lacions α (per exemple, potència, fase, acoblament de fases) influeixen en el processament sensorial i el comportament comportamental posterior en la percepció visual i l'atenció espacial. Tot i que l'evidència del paper del poder α en la percepció sembla ben establerta, els papers de la fase α en la percepció i l'acoblament de la fase α de llarg abast en l'atenció espacial encara no estan clarament resolts. Aquesta tesi presenta sistemes d'interfície cervell-ordinador basats en EEG com a banc de proves per a les prediccions de teories del comportament cerebral i per entendre la connexió entre les oscil·lacions cerebrals i el comportament. Els nostres resultats obtenen un suport mixt pels rols de les característiques de les oscil·lacions α en la percepció visual i l'atenció espacial i aporten llum addicional sobre l'ús de sistemes BCI com a eina de recerca prometedora en neurociència cognitiva.

  • English

    Spontaneous oscillations in the alpha band (α, 8–12 Hz) reflect ongoing fluctuations in cortical excitability. Several theoretical frameworks and empirical studies have supported the notion that distinct features of α-oscillations (e.g., power, phase, phase-coupling) influence sensory processing and subsequent behavioural performance in visual perception and spatial attention. While the evidence for the role of α-power in perception seems well-established, the roles of the α-phase in perception and the long-range α-phase coupling in spatial attention are still not clearly settled. This dissertation presents EEG-based brain-computer interface systems as a test bench for the predictions of brain-behavioural theories and to understand the connection between brain oscillations and behaviour. Our findings garner mixed support for the roles of features of α-oscillations in visual perception and spatial attention and shed additional light on the use of BCI systems as a promising research tool in cognitive neuroscience.