La percezione acustica rappresenta un aspetto fondamentale dell’interazione sensoriale umana, con rilevanti implicazioni nei campi biomedico, neuroscientifico e tecnologico. Comprendere i meccanismi neurali alla base della percezione uditiva è essenziale per sviluppare applicazioni innovative nell’ambito del monitoraggio cognitivo, della riabilitazione uditiva e dell’interfacciamento cervello-macchina. Questo studio si propone di indagare la relazione tra l’attività cerebrale, registrata tramite elettroencefalografia (EEG), e la percezione soggettiva di stimoli sonori. A tale scopo, sono stati analizzati i segnali EEG di 29 partecipanti, raccolti durante un jury test in cui ciascun soggetto ha valutato la gradevolezza o il fastidio percepito in risposta a quattro diversi stimoli sonori, ripetuti sei volte ciascuno. La registrazione dei segnali EEG è stata effettuata mediante MUSE 2 Headband, un dispositivo indossabile per il monitoraggio non invasivo dell’attività cerebrale. I dati acquisiti sono stati preprocessati, suddivisi in 86 metriche EEG; quindi, normalizzati per permettere il confronto con le risposte soggettive fornite dai partecipanti. L’analisi statistica è stata condotta attraverso test di significatività, misure di correlazione e stime dell’effetto, al fine di individuare possibili associazioni tra le caratteristiche dei segnali EEG e le valutazioni dei giurati. I risultati mostrano la presenza di alcune differenze significative tra le metriche EEG associate ai vari stimoli, sebbene non emergano pattern robusti e sistematici. Le correlazioni tra le risposte EEG e le valutazioni soggettive suggeriscono una relazione parziale, influenzata da variabilità individuale e fattori metodologici. 2 Questi risultati evidenziano la complessità dell’interpretazione dei segnali EEG nel contesto della percezione sonora e sottolineano la necessità di approcci analitici più avanzati per migliorare l’affidabilità delle valutazioni. La variabilità interindividuale, la natura soggettiva della percezione acustica e i limiti tecnici della strumentazione possono aver influito sull’identificazione di pattern coerenti. Studi futuri potrebbero trarre beneficio dall’integrazione di tecniche di elaborazione del segnale più sofisticate, dall’uso di dispositivi EEG con maggiore risoluzione spaziale e dalla combinazione con altre misure neurofisiologiche, come la risonanza magnetica funzionale (fMRI) o la variabilità della frequenza cardiaca (HRV). Tali approcci potrebbero offrire una comprensione più approfondita delle dinamiche neurali coinvolte nella percezione uditiva e fornire strumenti più affidabili per la valutazione della risposta cerebrale agli stimoli acustici.

Analisi statistica di segnali EEG acquisiti durante jury test acustici per la valutazione della percezione acustica

LEONORI, MARCO
2023/2024

Abstract

La percezione acustica rappresenta un aspetto fondamentale dell’interazione sensoriale umana, con rilevanti implicazioni nei campi biomedico, neuroscientifico e tecnologico. Comprendere i meccanismi neurali alla base della percezione uditiva è essenziale per sviluppare applicazioni innovative nell’ambito del monitoraggio cognitivo, della riabilitazione uditiva e dell’interfacciamento cervello-macchina. Questo studio si propone di indagare la relazione tra l’attività cerebrale, registrata tramite elettroencefalografia (EEG), e la percezione soggettiva di stimoli sonori. A tale scopo, sono stati analizzati i segnali EEG di 29 partecipanti, raccolti durante un jury test in cui ciascun soggetto ha valutato la gradevolezza o il fastidio percepito in risposta a quattro diversi stimoli sonori, ripetuti sei volte ciascuno. La registrazione dei segnali EEG è stata effettuata mediante MUSE 2 Headband, un dispositivo indossabile per il monitoraggio non invasivo dell’attività cerebrale. I dati acquisiti sono stati preprocessati, suddivisi in 86 metriche EEG; quindi, normalizzati per permettere il confronto con le risposte soggettive fornite dai partecipanti. L’analisi statistica è stata condotta attraverso test di significatività, misure di correlazione e stime dell’effetto, al fine di individuare possibili associazioni tra le caratteristiche dei segnali EEG e le valutazioni dei giurati. I risultati mostrano la presenza di alcune differenze significative tra le metriche EEG associate ai vari stimoli, sebbene non emergano pattern robusti e sistematici. Le correlazioni tra le risposte EEG e le valutazioni soggettive suggeriscono una relazione parziale, influenzata da variabilità individuale e fattori metodologici. 2 Questi risultati evidenziano la complessità dell’interpretazione dei segnali EEG nel contesto della percezione sonora e sottolineano la necessità di approcci analitici più avanzati per migliorare l’affidabilità delle valutazioni. La variabilità interindividuale, la natura soggettiva della percezione acustica e i limiti tecnici della strumentazione possono aver influito sull’identificazione di pattern coerenti. Studi futuri potrebbero trarre beneficio dall’integrazione di tecniche di elaborazione del segnale più sofisticate, dall’uso di dispositivi EEG con maggiore risoluzione spaziale e dalla combinazione con altre misure neurofisiologiche, come la risonanza magnetica funzionale (fMRI) o la variabilità della frequenza cardiaca (HRV). Tali approcci potrebbero offrire una comprensione più approfondita delle dinamiche neurali coinvolte nella percezione uditiva e fornire strumenti più affidabili per la valutazione della risposta cerebrale agli stimoli acustici.
2023
2025-02-20
Statistical Analysis of EEG signals acquired during acoustic jury tests for acoustic perception evaluation
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.12075/21017