Диссертация (1144826), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Авторы обзора предполагают, что различныеритмы, или вариации ритма, могут поддерживать различные компонентыпознавательного акта, а некоторые ритмы потенциально играют несколькоролей [270, 271].В заключении обзора литературы следует ещё раз отметить связь гипотезвременногокодированияисканирования.Поскольку«альфа-цикл»возбудимости был открыт по реакции на сложные стимулы, в которой108109участвуют много структур ЦНС, то в подобных реакциях отражаютсяколебания возбудимости всех этих областей.Можно также подытожить, что уже накопилось много подтвержденийгипотезе,чтосоотношениефазколебанийвкорковыхпроекцияхсоответствующих анализаторов в момент прихода стимула будет иметьопределяющее значение для структуры и направления импульсных потоков.«Альфа-цикл» возбудимости коры должен быть тесно связан с альфасканированием, как бы обеспечивающим системную реакцию мозга [136, с.29].1091102 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ2.1Общая характеристика проведённых серий опытовДлярешенияпоставленныхзадач(см.ВВЕДЕНИЕ)проводиласьмногоэлектродная регистрация ЭЭГ и измерение пространственной структурыфазовых соотношений с помощью авторского программного обеспечения.Затем пространственные градиенты фаз отображались в виде соответствующейтраектории и скорости волны ЭЭГ на экране при помощи векторной графики наконтуре головы с возможностью анимации.
Рассчитывались также различныеколичественные параметры фазового лидирования для сопоставления сданными других методов методами вариационной статистики, а также дляобъективной проверки выявленных визуально закономерностей и проч.Исследования велись в течение 10 лет несколькими самостоятельнымисериями с публикацией результатов в отдельных статьях.Таблица 1 – Серии опытов с многоэлектродной регистрацией ЭЭГСерия123456ЧислоРасположение электродовэлектродов16Квадратом «4 на 4» в затылочнойобласти16Квадратом «4 на 4» в затылочнойобласти12Квадратом «4 на 3» в лобнойобласти21По всей поверхности головы(система «10-20»)15Три верхних цепочки «10-20» (безобеих височных цепочек)28Поперечным прямоугольником «7на 4» над Роландовой бороздойИспытуемыеЗдоровые(18 человек)Здоровые(25 человек)Здоровые(5 человек)Пациенты(63 человека)Здоровые(22 человека)Здоровые(19 человек)СостояниеПокой(глаза закрыты - ЗГ)Покой(глаза открыты - ОГ)ИнтеллектуальныезадачиПокой(ЗГ, ОГ)Покой(ЗГ, ОГ)Движения рукой(задача дотягивания)Методика во всех сериях была сходной, но с модификациями взависимости от научных целей, которые ставились в каждой серии.
Внастоящем разделе описаны общие принципы методики и те её черты, которыесохранялись постоянными на протяжении всего цикла исследований (во всех110111сериях). Детали методик, относящиеся к каждой из серий, приведены в началекаждого соответствующего раздела главы «РЕЗУЛЬТАТЫ».Вметодическомпланенесколькоособнякомстоятдвесерииэкспериментов с применением триггерной фотостимуляции. Для удобствавосприятия их методика описана в соответствующих разделах непосредственноперед результатами обеих серий.Таблица2 – Серии опытов с одним отведением и триггернойфотостимуляциейСерия78ЧислоРасположение электродовэлектродов2P4 и O22P4 и O2ИспытуемыеЗдоровые(15 человек)Здоровые(15 человек)Состояние, задачаТриггернаяфотостимуляцияТриггернаяфотостимуляция,рисование отрезкаВо всех сериях экспериментов ЭЭГ регистрировалась монополярнымспособом относительно объединённых ушных электродов, заземляющиеэлектроды – за ушами на сосцевидных отростках.
В 8-и перечисленных серияхиспользовались три разных прибора-энцефалографа. Это обстоятельствовносило определённую специфику в обработку данных в сопоставлениерезультатов друг с другом, нормировку, процедуры контроля и прочее –подробности см. в соответствующих разделах.2.2 Первичная обработка ЭЭГ – измерение фазовых сдвигов2.2.1.Обоснование метода оценки связи между процессамиОценка текущей структуры фазовых соотношений обычно осуществляласьв последовательных неперекрывающихся эпохах анализа, длительностью,примерно равной альфа-периоду, т.е. 0.1 сек с шагом сдвижки тоже 0.1 с.
Всериях №5 и №6 с системой «10-20» эпоха анализа составляла 0.3 с шагом111112сдвижки 0.1 с (как в остальных сериях), т.е. в этом случае эпохи анализа былина 2/3 перекрывающимися. Это было сделано из-за вдвое большегомежэлектродного расстояния в системе «10-20» и, соответственно, меньшейкогерентности сопоставляемых колебаний (подробнее – см.
3.4).Временныесдвигикросскорреляционнойоценивалисьфункции,черезпостроеннойотысканиеприпомощимаксимумалинейногокоэффициента корреляции Пирсона. Применявшийся коэффициент Пирсонаустанавливает степень линейной связи между процессами – он оценивает меруили долю линейности в этой зависимости. Если эта доля ненулевая, т.е.процессы хоть в какой-то мере линейно связаны, - то кросскорреляционнаяфункция по Пирсону должна корректно работать для измерения фазовыхсдвигов. Сразу отметим, что мы пробовали и нелинейные критерии приобработке ЭЭГ– чёткость картинки и значимость результатов с ним хуже (см.2.10, а также [67]).Для степени взаимосвязи двух сигналов ЭЭГ используются разные оценки.Три из них подробно описаны и сопоставлены: собственно кросскорреляции(когерентность и фаза), «среднее значение общей информации» (AAMI),называемое ещё коэффициентом передачи T, а также «корреляционноеотношение» h2, которое показывает нелинейную связь между сигналами [293].Существуют также, способы основанные на нелинейной динамике и теорииаттракторов (см.
раздел 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ). Теоретический анализ влитературе показывает, что каждый метод может выявить связь, но с разнымипрофилями чувствительности, которая зависит (1) от специфической частотывзаимодействия (широкая или узкая полоса) и (2) от природы связи (линейнаяили нелинейная) [200]. Ни один из них не превосходит другой во всех случаях,и соотношение их эффективности зависит от многих факторов [145]. Вчастности, экспериментально установлено, что сама природа данных можетдинамически меняться; она зависит от выбранного разрешения во времени,расстояния между электродами и проч., т.е. линейная и нелинейная динамикаобычно сосуществуют или выражаются независимо друг от друга [293].112113«Основная часть методов пространственного анализа ЭЭГ используетпредставлениеобЭЭГкакослучайномпроцессе.Посколькунаконвекситальной поверхности мозга существует единое биопотенциальноеполе, а локальная ЭЭГ … является только частным случаем его, обусловленнойтехнической ограниченностью регистрирующих систем, то естественнымпредставляется применение к полю биопотенциалов мозга методов анализаслучайных полей.
Понятие случайного поля сформировалось в период созданиятеории случайных процессов, так как с математической точки зрения временнаяи пространственная координаты поля равноправны и любой случайный процессявляется одноразмерным полем» [136, с.14].При этом наиболее распространённым и употребительным для оценкисвязей следует признатьлинейную кросскорреляцию по Пирсону. Посовокупности литературных данных, линейный кросскорреляционный анализЭЭГ уже давно зарекомендовал себя как весьма эффективный методов анализастатистическойсвязипроцессов,происходящихвразличныхточкахбиопотенциального поля мозга [34, 136, 165].Следует отметить, что в литературе существует обоснованное мнение, чтофазовое и временное рассогласование сигналов – это два независимых фактора.С увеличением или уменьшением периодов колебаний может происходитьсоответствующее изменение измеряемых временных сдвигов этих колебаний[136, 319].
При этом,несмотря на возможное сохранение фазовыхсоотношений, могут наблюдаться кажущиеся изменения пространственныхотношений колебаний биопотенциалов головного мозга. Это «обусловленобольшой зависимостью временных сдвигов колебаний от их периодов. Напространственные соотношения колебаний ЭЭГ по временным сдвигам,очевидно, влияют два подпроцесса: изменение периодов последовательныхколебанийиизменениедействительныхпространственныхфазовыхсоотношений, которые, вероятно, могут протекать независимо друг от друга»[136, с.51]113114Очень важным моментом является понимание, что кроссорреляция двухпространственно удалённыхЭЭГ содержит два компонента – фоновую ивызванную синхронизации (привязанную к стимулу).
В работе [78] предпринятапопытка их разделить. По формулировке актора - ВП – это активность,привязанная по фазе к стимулу, в отличие от активности, не привязанной пофазе к стимулу, и являющейся в этом смысоле спонтанной. Было показано, чтовременные характеристики вызванной корреляции являются самостоятельнымфактором изменчивости и при этом существенно отличаются от вызваннойдесинхронизации и вызванных усреднённых потенциалов. Таким образом,вызваннаякорреляцияпредставляетсобойдополнительныйпоказательпространственно распределённой биоэлектрической активности мозга человека.Предложенный Ю.Д.Кропотовым метод позволяет разделить потенциалы,привязанные по фазе к стимулу и, собственно «фоновую» активность припредъявлении зрительных стимулов.
Сначала вычисляется разность между«сырой» ЭЭГ и вызванным потенциалом для каждой отдельной пробы (т.е.характеристика спонтанных колебаний, не привязанных по фазе к стимулу) –отдельно для одного электрода и для второго. Эти разности перемножаются,получившееся произведение используется как мера синхронизации двухдистантно разнесённых процессов ЭЭГ. Затем проводится усреднение данных(т.е. суммация таких межканальных произведений) по многим пробам снормировкой на амплитуды обоих сопоставляемых процессов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
