Separação Cega de Fontes Conjunta Aplicada a Sinais de EEG para Estudo de Reações Empáticas
A capacidade de expressar empatia pelo sofrimento do outro é uma habilidade fundamental do comportamento social humano. A atividade elétrica do cérebro apresenta características que refletem uma condição emocional, sendo possível utilizar o EEG para estudar reações empáticas. Sinais registrados no EEG competem com fontes do cérebro, do corpo e do ambiente. Para superar esse problema é comum aplicar técnicas de Separação Cega de Fontes (BSS). Ao registrar sinais de EEG de vários sujeitos, presume-se que eles possam apresentar comportamento de atividade elétrica correlacionado, possibilitando usar técnicas de Separação Cega de Fontes Conjuntas (JBSS). O objetivo do JBSS é identificar conjuntamente as fontes de origem e as matrizes de mistura em vários conjuntos de dados, explorando a similaridade entre diferentes conjuntos e a diversidade dentro de cada conjunto de dados. Inicialmente, propomos um método de JBSS que explora a Diagonalização Conjunta (JDIAG) de matrizes de covariância, uma técnica baseada apenas no uso de estatísticas de segunda ordem. Também estudamos duas outras abordagens baseadas na Análise de Vetores Independentes (IVA), usando um algoritmo baseado no gradiente descendente (IVA-VG) e outro algoritmo baseado em Newton (IVA-NW). Os algoritmos de IVA apresentaram melhor desempenho que o JDIAG na recuperação das fontes, considerando um cenário de simulação com 3 conjuntos de dados e 3 fontes, sendo o IVA-NW aquele que apresentou convergência mais rápida. Além disso, uma análise preliminar dos sinais de EEG registrados em um protocolo criado para esse estudo, mostrou que foi observada uma maior atividade cerebral quando participantes assistiram ao vídeo de um ator com o qual mais se identificaram (uma pessoa da mesma região e de mesmo sexo). Como o JBSS explora a correlação entre diferentes conjuntos de dados, aplicaremos os métodos JBSS estudados para tentar identificar padrões relacionados ao reconhecimento de empatia.