Medindo a sincronização de fase em sinais cerebrais

Este artigo apresenta, pela primeira vez, um método prático para a quantificação direta da sincronização específica de frequência (isto é, travamento de fase transitório) entre dois sinais neuroelétricos. A motivação para seu desenvolvimento é poder examinar o papel das sincronicidades neurais como um mecanismo putativo para a integração neural de longo alcance durante tarefas cognitivas. O método, chamado estatísticas de travamento de fase (PLS), mede a significância da covariância de fase entre dois sinais com uma resolução temporal razoável (<100 ms). Diferentemente do método mais tradicional da coerência espectral, o PLS separa os componentes de fase e amplitude e pode ser interpretado diretamente no contexto da integração neural. Para validar valores de sincronia contra flutuações de fundo, o PLS usa dados substitutos e, portanto, não faz suposições a priori sobre a natureza dos dados experimentais. Também aplicamos o PLS para investigar gravações intracorticais de um paciente epiléptico realizando uma tarefa de discriminação visual. Encontramos sincronicidades em grande escala na banda gama (45 Hz), por exemplo, entre hipocampo e giro frontal, e sincronicidades locais, dentro de uma região límbica, a poucos cm de distância. Argumentamos que, enquanto efeitos de longa escala refletem processamento cognitivo, sincronicidades de curta escala provavelmente se devem à condução volumétrica. Discutimos maneiras de separar tais efeitos de condução da verdadeira sincronia de sinal.