This dissertation investigates EEG-based functional connectivity in interictal migraine, using a publicly available 128-channel high-density EEG (HD-EEG) dataset recorded at Carnegie Mellon University (Chamanzar et al., 2021). Fourteen interictal migraine patients and 21 healthy controls were recorded under three conditions: resting state, visual stimulation, and auditory stimulation. Two complementary connectivity methods were applied: spectral coherence, estimated across four frequency bands (delta, theta, alpha, beta) at the sensor level, and Granger causality, applied to directed cluster pairs along the frontal–occipital and frontal–central axes.

No group differences survived Benjamini–Hochberg false discovery rate correction, a result primarily attributable to limited statistical power given the sample size. At the descriptive level, migraine patients showed marginally higher coherence in the theta and alpha bands and marginally lower coherence in the beta band relative to controls. The largest uncorrected effect was a reduction in inter-hemispheric parietal delta coherence during auditory stimulation, followed by reduced inter-hemispheric frontal beta coherence in the same condition. Granger causality analysis revealed a condition-specific pattern: migraineurs showed a higher proportion of significant directed frontal–occipital connections during visual stimulation, whereas controls showed more during resting state and auditory stimulation. Exploratory analyses further suggested sex-dependent and age-dependent differences in coherence that warrant investigation in larger samples.

These findings are consistent with a model of condition-specific, topographically restricted network reorganisation in interictal migraine, rather than global or uniform connectivity change. The results contribute a methodologically reproducible characterisation of interictal EEG connectivity under multiple sensory conditions and provide directional hypotheses for future adequately powered studies.

Η παρούσα διπλωματική εργασία διερευνά τη λειτουργική συνδεσιμότητα βάσει ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος (EEG) σε ασθενείς με ημικρανία κατά τη μεσοϊκτική φάση (interictal), αξιοποιώντας δημόσια διαθέσιμα δεδομένα υψηλής πυκνότητας HD-EEG 128 καναλιών από το Carnegie Mellon University (Chamanzar et al., 2021). Στη μελέτη συμμετείχαν 14 ασθενείς και 21 υγιείς συμμετέχοντες, καταγεγραμμένοι υπό τρεις συνθήκες: ηρεμία, οπτική διέγερση και ακουστική διέγερση. Εφαρμόστηκαν δύο συμπληρωματικές μέθοδοι: η φασματική συνοχή (spectral coherence), υπολογισμένη σε τέσσερεις εγκεφαλικούς ρυθμούς (delta, theta, alpha, beta), και η αιτιότητα Granger, εφαρμοσμένη σε κατευθυνόμενα ζεύγη συστάδων κατά μήκος του μετωπιαίου–ινιακού και μετωπιαίου–κεντρικού άξονα.

Κανένα από τα αποτελέσματα δεν ήταν στατιστικά σημαντικό μετά την εφαρμογή της διόρθωσης FDR κατά Benjamini–Hochberg, κάτι που αποδίδεται κυρίως στη περιορισμένη στατιστική ισχύ λόγω μεγέθους δείγματος. Σε περιγραφικό επίπεδο, οι ασθενείς με ημικρανία εμφάνισαν οριακά υψηλότερη συνοχή στους ρυθμούς θ και α και οριακά χαμηλότερη στο ρυθμό β. Η μεγαλύτερη μη διορθωμένη διαφορά αφορούσε μειωμένη διημισφαιρική συνοχή (ρυθμός δ) μεταξύ των βρεγματικών περιοχών κατά την ακουστική συνθήκη, ακολουθούμενη από μειωμένη μετωπιαία διημισφαιρική συνοχή στο ρυθμό β στην ίδια συνθήκη. Η ανάλυση αιτιότητας Granger ανέδειξε διαφορετικό πρότυπο ανάλογα με τη συνθήκη: οι ασθενείς εμφάνισαν υψηλότερο ποσοστό σημαντικών κατευθυνόμενων συνδέσεων κατά την οπτική διέγερση, ενώ οι μάρτυρες εμφάνισαν περισσότερες στην ηρεμία και στην ακουστική διέγερση. Διερευνητικές αναλύσεις εντόπισαν επιπλέον διαφορές συνοχής εξαρτώμενες από το φύλο και την ηλικία, οι οποίες απαιτούν περαιτέρω διερεύνηση σε μεγαλύτερα δείγματα.

Τα ευρήματα συνάδουν με ένα μοντέλο εξαρτώμενη από τη συνθήκη και τοπογραφικά εντοπισμένης αναδιοργάνωσης δικτύου στην interictal ημικρανία, αντί για καθολική ή ομοιόμορφη αλλαγή. Η εργασία συνεισφέρει μια μεθοδολογικά αναπαραγώγιμη ανάλυση της λειτουργικής συνδεσιμότητας υπό πολλαπλές αισθητηριακές συνθήκες και παρέχει συγκεκριμένες υποθέσεις για μελλοντικές μελέτες με επαρκή στατιστική ισχύ.