Intracranial high-γ connectivity distinguishes wakefulness from sleep
- Autores
- Mikulan, Ezequiel Pablo; Hesse Rizzi, Eugenia Fátima; Sedeño, Lucas; Bekinschtein, Tristán Andrés; Sigman, Mariano; García, María del Carmen; Silva, Walter; Ciraolo, Carlos; García, Adolfo Martín; Ibañez, Agustin Mariano
- Año de publicación
- 2018
- Idioma
- inglés
- Tipo de recurso
- artículo
- Estado
- versión publicada
- Descripción
- Neural synchrony in the γ-band is considered a fundamental process in cortical computation and communication and it has also been proposed as a crucial correlate of consciousness. However, the latter claim remains inconclusive, mainly due to methodological limitations, such as the spectral constraints of scalp-level electroencephalographic recordings or volume-conduction confounds. Here, we circumvented these caveats by comparing γ-band connectivity between two global states of consciousness via intracranial electroencephalography (iEEG), which provides the most reliable measurements of high-frequency activity in the human brain. Non-REM Sleep recordings were compared to passive-wakefulness recordings of the same duration in three subjects with surgically implanted electrodes. Signals were analyzed through the weighted Phase Lag Index connectivity measure and relevant graph theory metrics. We found that connectivity in the high-γ range (90–120 Hz), as well as relevant graph theory properties, were higher during wakefulness than during sleep and discriminated between conditions better than any other canonical frequency band. Our results constitute the first report of iEEG differences between wakefulness and sleep in the high-γ range at both local and distant sites, highlighting the utility of this technique in the search for the neural correlates of global states of consciousness.
Fil: Mikulan, Ezequiel Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Instituto de Neurología Cognitiva. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt; Argentina. Instituto de Neurología Cognitiva. Laboratorio de Psicología Experimental y Neurociencia; Argentina. Universidad Favaloro; Argentina. University of Cambridge; Reino Unido
Fil: Hesse Rizzi, Eugenia Fátima. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Instituto de Neurología Cognitiva. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt; Argentina. Instituto de Neurología Cognitiva. Laboratorio de Psicología Experimental y Neurociencia; Argentina. Universidad Favaloro; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería; Argentina
Fil: Sedeño, Lucas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Instituto de Neurología Cognitiva. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt; Argentina. Instituto de Neurología Cognitiva. Laboratorio de Psicología Experimental y Neurociencia; Argentina. Universidad Favaloro; Argentina
Fil: Bekinschtein, Tristán Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. University of Cambridge; Reino Unido
Fil: Sigman, Mariano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Torcuato Di Tella; Argentina
Fil: García, María del Carmen. Hospital Italiano; Argentina
Fil: Silva, Walter. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Hospital Italiano; Argentina
Fil: Ciraolo, Carlos. Hospital Italiano; Argentina
Fil: García, Adolfo Martín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Instituto de Neurología Cognitiva. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt; Argentina. Instituto de Neurología Cognitiva. Laboratorio de Psicología Experimental y Neurociencia; Argentina. Universidad Favaloro; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo; Argentina
Fil: Ibanez Barassi, Agustin Mariano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Instituto de Neurología Cognitiva. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt; Argentina. Instituto de Neurología Cognitiva. Laboratorio de Psicología Experimental y Neurociencia; Argentina. Universidad Favaloro; Argentina. Universidad Adolfo Ibañez; Chile. Universidad Autónoma del Caribe; Colombia. Australian Research Council Centre of Excellence in Cognition and its Disorders; Australia - Materia
-
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- acceso abierto
- Condiciones de uso
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Non-REM Sleep recordings were compared to passive-wakefulness recordings of the same duration in three subjects with surgically implanted electrodes. Signals were analyzed through the weighted Phase Lag Index connectivity measure and relevant graph theory metrics. We found that connectivity in the high-γ range (90–120 Hz), as well as relevant graph theory properties, were higher during wakefulness than during sleep and discriminated between conditions better than any other canonical frequency band. Our results constitute the first report of iEEG differences between wakefulness and sleep in the high-γ range at both local and distant sites, highlighting the utility of this technique in the search for the neural correlates of global states of consciousness.Fil: Mikulan, Ezequiel Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. 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Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Instituto de Neurología Cognitiva. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt | Fundación Favaloro. Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional. Fundación Ineco Rosario Sede del Incyt; Argentina. Instituto de Neurología Cognitiva. Laboratorio de Psicología Experimental y Neurociencia; Argentina. Universidad Favaloro; Argentina. Universidad Adolfo Ibañez; Chile. Universidad Autónoma del Caribe; Colombia. 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