КАРТИРОВАНИЕ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ РАЗМЕРНОСТИ И МАКСИМАЛЬНОЙ ЭКСПОНЕНТЫ ЛЯПУНОВА ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАММЫ ЧЕЛОВЕКА ПРИ КОГНИТИВНЫХ ТЕСТАХ

Дмитриев И. Э.
Московский физико-технический институт, 127247 Москва
В последние годы стала популярной гипотеза о динамической природе электроэнцефалограммы (ЭЭГ) человека. В этом случае вводится предположение, что процессы работы мозга, отражением которых служит сигнал ЭЭГ, можно описать некоторой гипотетической системой конечного числа автономных обыкновенных дифференциальных уравнений с нелинейными правыми частями. Также предполагается, что каждому стабильному состоянию мозга, а значит и каждому характерному паттерну ЭЭГ, соответствует аттрактор этой системы. В рамках этой рабочей гипотезы был проведен ряд исследований сигнала ЭЭГ человека с использованием алгоритма Грассбергера-Прокаччо для определения корреляционной размерности аттрактора системы по порождаемому ею скалярному временному ряду. Кроме статических характеристик аттрактора определялась также одна динамическая характеристика - максимальная экспонента Ляпунова. При этом сигнал снимался по 16 отведениям согласно стандартной системе 10-20, что позволило произвести картирование полученных величин. Исследовалось базовое состояние спокойного бодрствования и его возмущения, вызванные различными типами когнитивной деятельности (перемножение чисел в уме, мысленное воспроизведение предъявляемых зрительных образов и т.п.). Показана значительная вариабельность исследуемых величин в зависимости от выбранного отведения. Исходя из этого, сделан вывод, что именно построенные карты, а не корреляционная размерность и максимальная экспонента Ляпунова сигнала от отдельного отведения, являются адекватными характеристиками конкретного функционального состояния мозга. Показано соответствие изменения пространственных карт характеристик аттрактора ЭЭГ при когнитивной деятельности относительно состояния спокойного бодрствования и типа когнитивного теста.