Identificación de biomarcadores de potencial evocado y conectividad cerebral para la clasificación de esquizofrenia con redes profundas

Abstract

La esquizofrenia es uno de los trastornos psiquiátricos más graves que afecta a la población mundial debido a su diagnóstico tardío y las consecuencias de esta conlleva sobre quién la sufre. Más aún, en Chile se encuentra dentro del listado de las 100 enfermedades más importantes, las cuales están cubiertas por el sistema de salud (GES y Auge). Este trabajo investigativo gira en torno a responder diversas preguntas de investigación que fueron estipuladas en la etapa preliminar de esta tesis, razón por la cual se elaboraron distintos objetivos que permitiesen concretar dicho fin y una hipótesis que englobase las interrogantes establecidas. La hipótesis se centra en determinar la posibilidad de diseñar un modelo predictivo en base a redes neuronales que permita la detección de esquizofrenia en personas y, a su vez, que este nuevo modelo presente un rendimiento equiparable a otros clasificadores generados y estudiados por diferentes investigadores del mundo. Para esto se utilizaron señales neuronales de personas con y sin esquizofrenia, lo cual permitió desarrollar un clasificador de dicha enfermedad mediante la combinación de un modelo de red neuronal recurrente con un modelo de red neuronal feedforward. Este clasificador permite utilizar de manera simultánea el potencial evocado y la conectividad cerebral obtenidas a partir de las señales cerebrales de una persona que se encuentra expuesta a distintos estímulos. Cabe destacar que estas dos características han sido utilizadas en diversos trabajos para la detección de esquizofrenia. Para lograr extraer dichas características se dió paso a un proceso completo de limpieza y filtrado de las señales, así como también la aplicación de distintas técnicas computacionales que permitían extraer las características de interés. Una vez obtenidas las características y diseñado el modelo predictivo se dió paso a la etapa de entrenamiento y prueba del modelo, logrando como resultado un clasificador que cumplía tanto con las expectativas establecidas en los objetivos iniciales de esta tesis, como también con un rendimiento equiparable a los existentes. Además, se pudo determinar cuales de las características utilizadas (potenciales evocados y conectividad cerebral) y estímulos a los cuales fue expuesta una persona, eran los primordiales para generar un modelo predictivo de esquizofrenia, permitiendo cumplir con la hipótesis, preguntas y objetivos establecidos.