Scriptiebank overzicht

Metacognition, the ability to think about one's thinking processes, is vital for
professional performance, academic achievement, and mental health. However, its
ambiguous nature and subjective measurement techniques across various fields have
posed significant challenges to research. Cognitive neuroscience offers a unique
solution by providing objective measurements that link metacognition to brain activity,
thereby establishing a ground truth. Recently, the convergence of explainable artificial
intelligence (XAI) and perceptual decision-making, a subsection of metacognition
within cognitive neuroscience, has led to the development of the WaveFusion
framework. This innovative framework holds the potential to contribute to the
unification of the fragmented metacognition research fields.
The aim of this thesis was to enhance the WaveFusion framework, an explainable
deep learning model, to classify metacognitive sensitivity and confidence using EEG
data. The objectives were (1) to achieve a classification accuracy of 95% for
metacognitive sensitivity, (2) to improve the accuracy for metacognitive confidence to
97.5%, and (3) to identify key ambiguities and limitations in metacognition research.
This study utilized an EEG dataset with event-related potentials (ERP) responselocked for type 1 decisions. Data preprocessing addressed dataset imbalances
through augmentation and balanced batch sampling. EEG samples were transformed
into spectrograms and processed using the deep learning architecture comprising a
Lightweight Convolutional Neural Network (LWCNN), a Squeeze and Excitation
Network (SEN), and a classification network. The model was pre-trained using Subject
Aware Contrastive loss (SAC) and trained with binary cross-entropy loss. SEN
facilitated the models explainability by visualizing the created attention weights
through topoplots, providing insights into brain areas used for classification.
The WaveFusion model achieved high classification accuracy, reaching 99.7% for
metacognitive confidence and 99.1% for metacognitive sensitivity. These
improvements were due to a larger selection of electrodes, response-locked ERP
data, and increased dataset size. The WaveFusion model not only demonstrates high
classification accuracy but also offers enhanced explainability. This allows the
framework to contribute to three major ambiguities: (1) the relationship between
metacognition and executive functions, (2) its connection to consciousness, and (3)
the domain generality of metacognition. By leveraging the WaveFusion framework, we
can overcome limitations in cognitive neuroscience research through (1) utilizing
transfer learning to compare relationships, (2) employing automatic classification to
investigate ecological validity, and (3) expanding the framework for multimodality to
integrate insights across various fields.
Future research should focus on increasing data variability, addressing outlier
performances, and improving interpretability through advanced visualization
techniques to enhance the WaveFusion model’s robustness and applicability across
cognitive neuroscience domains.

Achtergrond: Eén derde van de personen die een beroerte meemaken, ontwikkelt afasie. Deze verworven taalstoornis brengt moeilijkheden in de communicatie teweeg en gaat dikwijls samen met cognitieve problemen. Tijdens de (sub)acute fasen van het herstel is vaak veel verbetering mogelijk, maar dit proces vertraagt of stabiliseert tijdens de chronische fase. Talrijke studies hebben de potentieel compenserende mechanismen van de rechterhersenhelft en het ‘multiple demand’ (MD) netwerk ter ondersteuning van het taalnetwerk onderzocht. Deze studies maakten vaak gebruik van groepsgemiddelden bij hersenscans. Er is echter behoefte aan specifieker onderzoek gericht op individuele activatie patronen bij post-stroke patiënten met chronische afasie (PWA), a.d.h.v. subject-specifieke fMRI methoden.

Doel van de huidige studie: Wij richten ons op het onderzoeken van de activatie en rol van zowel de rechterhemisferische regio's van het taalnetwerk als het domein-overkoepelende MD netwerk in de chronische fase van afasie. Voor beide netwerken kijken we zowel naar absolute als naar relatieve activatie (lateralisatie-index; LI) in vergelijking met gezonde controles, en we doen dit op individueel-subjectniveau. Bovendien bestuderen we of er een verband bestaat tussen de activatie van deze netwerken en de ernst van taal- of cognitieve stoornissen bij PWA.

Methode: We gebruikten de “single-subject” methode met taakgerichte fMRI om de betrokkenheid van de taalregio’s in de rechterhersenhelft en het MD netwerk tijdens taalverwerking bij chronische afasie te testen. Onze participanten bestonden uit 15 PWA en 13 leeftijdgematchte gezonde controles. We verzamelden fMRI-gegevens tijdens het uitvoeren van een luister- en leestaak (activeert taalnetwerk) evenals een ruimtelijke werkgeheugentaak (activeert MD netwerk). Verder werden er enkele gestandaardiseerde klinische taal- en cognitieve assessments afgenomen. De individuele activatiepatronen van de fMRI-activaties en de relatieve afhankelijkheid van de linker- en rechterhemisfeer (LIs) werden vergeleken tussen de groepen en de relatie met de ernst van afasie en cognitief deficit werd onderzocht a.d.h.v. correlaties met de gedragstaken. De betrokkenheid van het MD netwerk tijdens taalverwerking werd onderzocht door de taalactiviteit binnen subjectspecifieke regio's die actief zijn tijdens de MD taak te onderzoeken.

Resultaten: We vonden een significant groepsverschil voor de activiteit van het taalnetwerk in de linkerhersenhelft tijdens de taaltaken, maar niet voor de rechterhersenhelft, en geen significant groepsverschil voor MD activatie tijdens de MD taak. We vonden ook geen significant verband tussen de activatie van het taal- of MD netwerk en de ernst van afasie of cognitie. Met betrekking tot groepsverschillen in de lateralisatie van de netwerken, vertoonden PWA en gezonde controles vergelijkbare niveaus van lateralisatie van het taalnetwerk tijdens beide taaltaken, terwijl PWA significant minder links-gelateraliseerd activatiepatronen vertoonden in het MD netwerk tijdens de MD taak. Met betrekking tot LI-correlaties werden geen significante correlaties gevonden tussen LI's van het taal- en MD netwerk en de ernst van afasie, maar we vonden wel een positieve relatie tussen sterkere links-gelateraliseerde taalactiviteit tijdens de leestaak en cognitieve prestaties. Ten slotte vonden we geen bewijs voor activatie van het MD-netwerk tijdens taalverwerking.

Conclusie: We vonden geen bewijs voor een compensatiemechanisme t.h.v. de taalregio’s in de rechterhersenhelft bij PWA. Verder vonden we geen bewijs voor een rol van het MD netwerk tijdens passieve, receptieve taalverwerking, wat interessante inzichten biedt in een sterk bediscussieerd onderwerp. Voor de correlaties met de gedragsresultaten suggereren we dat de activatiewaarden in zowel het taalnetwerk als het MD netwerk mogelijk geen doorslaggevend inzicht bieden in de ernst van afasie bij de PWA groep.

Bijna tien procent van de Belgen lijdt aan gehoorverlies. Gelukkig kunnen gehoorapparaten vaak helpen, maar wat als die niet langer voldoende zijn? In dat geval kunnen gehoorimplantaten, en meer specifiek cochleaire implantaten, personen met ernstig gehoorverlies opnieuw laten horen. Net als de sterkte van je brilglazen moet je zulke gehoorimplantaten nauwkeurig afstellen op de noden van de drager. Deze scriptie onderzoekt hoe je dat automatisch kan doen, zodat echt iedereen met een cochleair implantaat geholpen kan worden.

Epilepsie is een veelvoorkomende neurologische aandoening (>70 miljoen mensen wereldwijd), gekenmerkt door terugkerende epileptische aanvallen. Een derde van alle patiënten met epilepsie worden niet aanvalsvrij met de huidige anti-epileptica. Verder onderzoek naar nieuwe, efficiëntere anti-epileptica is noodzakelijk. Recent is er een interesse ontstaan in het noradrenerge neurotransmissiesysteem en de rol ervan bij epileptische aanvallen. Het onderzoeken van het noradrenalinesysteem en het testen van noradrenerge medicatie (bv. atipamezole) gebeurt in proefdieren, waaronder zebravissen. Atipamezole blijkt in zebravissen de epileptische aanvallen te onderdrukken, hoewel de precieze mechanismen hiervan in verder onderzoek moeten worden aangetoond.

In mijn scriptie onderzocht ik de processen onderliggend aan tekorten in de snelheid van informatieverwerking bij mensen met multiple sclerose. Dankzij magnetische hersenmetingen tijdens een cognitieve test, gecombineerd met een datagedreven analysemethode gebaseerd op artificiële intelligentie, kon ik voor het eerst een zeer gedetailleerde beschrijving geven van de hersennetwerken die betrokken zijn bij de snelheid van informatieverwerking.

Dit onderzoek ontrafelt de veranderingen in de hersenen van spreeuwen dooheen de seizoenen door middel van geavanceerde beeldvorming technieken.

Een enorm voorgetraind taalmodel (GPT2) wordt gebruikt om elektro-encefalografie te classificeren. Zo wordt nagegaan of er een verband is tussen taal en elektrische hersengolven, in de hoop inzicht te krijgen in algemene hersengolf patronen.

De langdurige werking van hersenelektroden wordt gelimiteerd door de comptabiliteit tussen de elektrode en het hersenweefsel. Om de verplaatsing van een geïmplanteerde elektrode in rattenhersenen te voorspellen werd een computermodel ontwikkeld en nadien gevalideerd tijdens een experimentopstelling.

De BIKO-beweegbox vermijdt en bestrijdt de leer- en beweegachterstand bij kinderen met kanker of andere chronische aandoeningen. BIKO staat hierbij voor "bewegingsintegratie kinderoncologie".

Deze masterproef onderzoekt het effect van beweging op leerresultaten van adolescenten in een klascontext. Draagt beweging daadwerkelijk bij tot het behalen van betere resultaten? Hoe werken lichaam en geest samen? En wat zijn de achterliggende processen? Dit onderzoek beantwoordt al deze vragen.

In deze scriptie wordt onderzocht hoe muziek gereconstrueerd en herkend kan worden vanuit hersenactiviteit, geregistreerd via EEG signalen. Dit wordt aangetoond voor zowel beluisterde als ingebeelde muziek.

Dit bewegingswetenschappelijk onderzoek onderzocht het effect van taak-specifieke tactiele stimulatie op het motorisch geheugen. Naast het waarnemen van gedragsveranderingen, werd evenals de hersenactiviteit geregistreerd om zo de onderliggende neurale mechanismen van dit proces te ontrafelen.

In deze scriptie onderzochten we de invloed van meditatie op hersenactiviteit in onervaren mensen. Dit werd gedaan aan de hand van elektro-encefalogram.

This project examines the contribution of a specific brain region, the posterior paralaminar nuclei of the thalamus (PPnT), to innate stopping behavior in mice. We found that inhibition of the PPnT facilitates habituation to repeated stimulation of NTSR neurons in the superior colliculus. These results have implications for understanding and treating similar circuits involved in human disease, such as in post-traumatic stress disorder.

Ruggenmergstimulatie wordt steeds vaker gebruikt omwille van zijn gunstige effect op lage rugpijn. Maar heeft het ook een effect op de herseninhoud? De onderzoeksgroep van de VUB-UZ Brussel zocht het als eerste uit.

In deze studie werd de invloed van een specifieke hersenregio op een andere hersenregio onderzocht in het kader van handbewegingen. De studie maakte gebruik van transcraniale magnetische stimulatie.

In deze scriptie wordt de invloed van taak complexiteit op het motorisch leren onderzocht. Meer specifiek wordt het gedrag en de functionele connectiviteit in het brein bij jongeren geanalyseerd. Hierbij wordt een bepaalde hersenregio onder de loep genomen, namelijk de dorsale premotorische cortex.

fMRI-onderzoek waarbij afbeeldingen getoond werden aan vrouwen mét en zonder burn-out. Bij het zien van onplezierige afbeeldingen genereren vrouwen met burn-out net iets meer hersenactiviteit in de inferior frontal gyrus en de nucleus caudatus dan vrouwen zonder burn-out.

Onze hersenen herhalen spontaan ervaringen wanneer we even rusten. Met de meest recente technologische ontwikkelingen toonden we dat ratten onzekerder zijn wanneer de herhalingen verstoord worden. Dit resultaat motiveerd verder onderzoek naar de geheugen functie van herhalingen in onze hersenen

Literatuurstudie over de huidige evidence omtrent LDAEP-meting bij psychiatrische patiënten.

Neurologische aandoeningen hebben een enorm negatieve impact op de kwaliteit van leven bij een steeds groter wordend aantal personen. Door het ontwikkelen en produceren van een hersenimplantaat voor de grootschalige registratie van cellulaire activiteit in vrij bewegende knaagdieren, zal meer inzicht verkregen worden over het functioneren van de hersenen. Aan de hand van deze verworven kennis zullen de behandelingen voor neurologische aandoeningen verbeterd worden.

Auditieve aandachtsdetectie (AAD) analyseert de hersengolven van personen om te bepalen naar wie of wat ze luisteren. In deze scriptie wordt onderzocht welke invloed bepaalde parameters hebben op de accuratesse van AAD. Het bespreekt de resultaten van een experiment met 15 jongvolwassenen met een normaal gehoor.

Brein-computer interface gebaseerd op EEG en mVEP met een spatiotemporal beamformer classifier vergeleken tegenover SVM en SWLDA. Hybride BCI met P300 en mVEP en de invloed van translatierichting werd ook bestudeerd.

Detecteren van auditieve attentie (AAD) o.b.v EEG en de stimulus-reconstruction approach. Daarnaast bestudeerden we de effecten van Neurofeedback op de performantie van het AAD systeem. Kernwoorden: EEG, AAD, BCI, Machine Learning.

In deze thesis is een aluminium dunne film 'Superconducting QUantum Interference Device' ontworpen en gefabriceerd. Het effect van het geleidelijk afbreken van de weak links met electromigratie op de eigenschappen van de SQUID is experimenteel gemeten.

Het ontwikkelen van een conceptprobe voor het meten van hersenactiviteit.

Ongeveer 1 op 150 mensen heeft epilepsie, en bijna één derde van hen is onvoldoende geholpen met medicatie. Daarom zijn alternatieven noodzakelijk.
Gentherapie is een vrij recente behandelingsvorm, reeds toegepast bij verscheidene aandoeningen, waarbij genetisch materiaal wordt ingebracht in cellen. Recent wordt het ook onderzocht voor de behandeling van epilepsie. Uit dierstudies blijkt dat optogenetica en chemogenetica, twee vormen van gentherapie, een duidelijk aanvalsonderdrukkend effect hebben bij knaagdieren met epilepsie en dus een veelbelovend alternatief vormen voor patiënten met epilepsie.

De keerzijde van onze dB-maatschappijBent u zich bewust van het lawaai waaraan u zich dagelijks blootstelt? Fuiven, discotheken, concerten, cinemabezoeken, mp3-gebruik, werkgerelateerd- en omgevingslawaai brengen meer schade toe dan u tot nu toe dacht. U heeft vast al eens meegemaakt dat u na een intensieve en langdurige lawaaiblootstelling wat minder goed hoorde of te maken kreeg met een irritante pieptoon. Dit komt echter meestal na een poosje weer goed.

De CO2-laser: een pijnlijke ontdekking ?"Anyway, the key to this plan, is a giant LASER! That is, in essence, a sophisticated heat beam."Met deze woorden introduceerde Doctor Evil  dit tot dan onbekende apparaat aan de wereld. Een leuke quote uit een grappige film, maar misschien toch niet zo ver van de waarheid, dachten enkele Brusselse artsen van de pijncentra UVC Brugmann en CU St-Luc. Sinds enkele jaren observeerden zij een toename in het aantal fibromyalgie patiënten, maar een methode om sluitend deze diagnose te stellen is er nog steeds niet.

H2 { margin-bottom: 0.21cm; }H2.western { font-family: "Arial",sans-serif; font-size: 14pt; font-style: italic; }H2.cjk { font-family: "Droid Sans Fallback"; font-size: 14pt; font-style: italic; }H2.ctl { font-family: "Lohit Hindi"; font-size: 14pt; font-style: italic; }H1 { margin-bottom: 0.21cm; }H1.western { font-family: "Arial",sans-serif; font-size: 16pt; }H1.cjk { font-family: "Droid Sans Fallback"; font-size: 16pt; }H1.ctl { font-family: "Lohit Hindi"; font-size: 16pt; }P { margin-bottom: 0.21cm; }
Brein en computer: een perfecte match?Stel u voor: bij een doktersbezoek krijgt u te