Power spectral analysis of occipital area during eyes-closed and eyes-open

Adolfo González-González; Diego Gallardo; Yolanda Gómez; Marc Zeise

doi:10.24265/liberabit.2025.v31n2.1085

Authors

Adolfo González-González Departamento de Psicología, Facultad de Humanidades y Educación, Universidad de Atacama, Chile https://orcid.org/0000-0001-8566-628X
Diego I. Gallardo Departamento de Estadística, Facultad de Ciencias, Universidad del Bío-Bío, Concepción, Chile https://orcid.org/0000-0001-8184-7403
Yolanda M. Gómez Departamento de Estadística, Facultad de Ciencias, Universidad del Bío-Bío, Concepción, Chile https://orcid.org/0000-0002-8092-9666
Marc L. Zeise Escuela de Psicología, Facultad de Humanidades, Universidad de Santiago de Chile, Santiago, Chile https://orcid.org/0000-0001-7683-4878

DOI:

https://doi.org/10.24265/liberabit.2025.v31n2.1085

Keywords:

Power spectral analysis, EEG, logistic regression, asymmetry index, FFT

Abstract

Background: Power spectral analysis of the occipital cortex is essential for characterizing brain activity during attentional and relaxed states. Objectives: This study aims to develop a predictive model capable of distinguishing between eyes-closed (EC) and eyes-open (EO) states using only two electrodes (O1 and O2), through analysis of power spectral density (PSD) and an interhemispheric asymmetry index. Method: EEG recordings from 33 seventh- and eighth-grade students were processed using the Fast Fourier Transform (FFT) and analyzed with a logistic regression model employing a Cauchit link function. Results: The model yielded an AUC of 84.2%, with satisfactory precision and sensitivity. While the asymmetry index alone was not highly predictive, it significantly improved performance when combined with frequency-band features. Conclusions: This minimal EEG setup demonstrates reliable performance in distinguishing ocular states in non-clinical environments. The approach suggests potential applications in educational and field contexts, emphasizing the value of low-cost EEG solutions in cognitive monitoring.

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Author Biographies

Adolfo González-González, Departamento de Psicología, Facultad de Humanidades y Educación, Universidad de Atacama, Chile

Adolfo González-González es Psicólogo por la Universidad de Santiago de Chile, con Magíster en Psicología Educacional en la misma institución y Magíster en Estadística por la Universidad de Atacama. Su labor académica y de investigación se centra en neurociencias, psicología educacional y metodología cuantitativa, con experiencia en análisis de datos y modelamiento estadístico aplicado a la psicología. Ha participado en múltiples investigaciones y congresos nacionales e internacionales, contribuyendo al estudio de biomarcadores en salud mental y factores psicosociales en educación.
Diego I. Gallardo , Departamento de Estadística, Facultad de Ciencias, Universidad del Bío-Bío, Concepción, Chile

Diego Gallardo es académico en el departamento de estadística de la Universidad del Bío-Bío, Chile. Obtuvo su grado de doctor en estadística en la Universidad de Sao Paulo en 2014 y su licenciatura en estadística y computación en 2009 en la Universidad de Santiago de Chile. Fue editor ejecutivo de la Chilean Journal Of Statistics y es mantenedor de los siguientes paquetes en R: skewMLRM, tpn, extrafrail, MCPModBC, PScr y RBE3.
Yolanda M. Gómez, Departamento de Estadística, Facultad de Ciencias, Universidad del Bío-Bío, Concepción, Chile

Yolanda Gómez es una científica, investigadora y académica chilena. Es reconocida por sus trabajos sobre modelos de sobrevivencia con fracción de cura, teoría de distribuciones y modelos de regresión. Ha sido distinguida por el Ministerio de Ciencias, Tecnología, Conocimiento e Innovación como una de las mujeres referentes en Ciencia, Tecnología, Conocimiento e Innovación (CTCI) de Chile. Fue directora y presidenta de la Sociedad Chilena de Estadística.
Marc L. Zeise , Escuela de Psicología, Facultad de Humanidades, Universidad de Santiago de Chile, Santiago, Chile

Marc Zeise, neurobiólogo alemán con destacada trayectoria académica e investigativa. Ha sido profesor titular en la Universidad de Chile, en la facultad de humanidades, escuela de psicología, donde tambien se desempeño como coordinador de áreas básicas hasta 2023. Titulado como biólogo en la Universidad de Múnich y obtuvo su doctorado en ciencias en la Universidad de Bochum, Alemania. Posteriormente, logró un segundo doctorado de habilitación en la Universidad de Múnich, lo que le otorgo la Venia Legendi, calificándolo para ejercer como profesor titular en actividad científica.

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