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.