Выявление изменений в архитектуре связей различных отделов коры головного мозга при лечении врождённого расстройства движения
1, 1, C. M. van Rijn2
Саратовский государственный университет им. 1
Radboud University Nijmegen, Donders Institute2
E-mail: *****@***com
Одним из актуальных вопросов современной науки является задача поиска связанности между различными объектами. Для её решения было предложено множество методов, одним из которых является метод нелинейной причинности по Грейнджеру, который используется в различных приложениях. Например, при исследовании связанности областей головного мозга по данным магнито - и электроэнцефалограмм, для анализа связности частоты сердечных сокращений и давления крови в сосудах по экспериментальным данным, экономике, климатологии, и других областях знания. В данной работе с помощью метода нелинейной причинности по Гренйджеру ставит цель установить, как изменилась архитектура связей между отведениями головного мозга после лечения у детей, пораженных врожденным расстройством движения.
В работе использовались данные, представляющие собой 32 канальную электроэнцефалограмму с частотой дискретизации 1000 Гц, длина ряда 16384 точки. Данные снимались у детей 3-8 лет, страдающих врожденным расстройством движения, связанным с поражением центральной нервной системы. Применялось как медикаментозное, так и процедурное лечение. Электроэнцефалограмма снималась с детей до и после лечения, с открытыми и закрытыми глазами. Рассматривался также тестовый набор данных, полученный от здорового взрослого человека.
Полученные данные нуждались в предварительной обработке. Были удалены 50 Гц помехи от сети напряжения. С помощью операции скользящего среднего устранены низкочастотные колебания.
В работе рассматривались следующие отведения электроэнцефалограммы: F3, C3, C4, F4. Исследовалась изменение архитектуры связей для 12 пациентов. В качестве эмпирической модели использовались полиномы третей степени, размерность индивидуальной модели равнялась 3, совместной – 1 [1]. Временные масштабы модели (лаг и дальность прогноза) варьировали в пределах от 1 до половины значения периода исследуемого сигнала. Архитектура связей, полученная в результате применения метода нелинейной причинности по Грейнджеру, представлена на рис. 1, направленные связи показаны стрелками.
Рис. 1. График архитектуры связей до и после лечения, измеренных (a) – до лечения и (b) – после лечения при закрытых глазах.
Применив метод нелинейной причинности по Грейнджеру, получили следующие сведения об архитектуре связей. В ряде случаев после лечения у пациентов стала наблюдаться та же архитектура связей, что и у здорового человека. В большинстве случаев после лечения появились новые связи. Архитектура связей, полученная у пациента при открытых глазах, отличается от архитектуры – при закрытых глазах.
Тезисы выполнены при поддержке грантов РФФИ № и № .
Библиографический список:
1. , . Влияние выбора структуры модели на работоспособность метода нелинейной причинности по Грейнджеру // Известия вузов "ПНД". 2013. Т. 21. №2. С.74-88.
Сведения об авторах:
– аспирант, .
– к. ф.-м. н., доцент, .
C. M. van Rijn – phd, assistant professor
Вид доклада: устный (/ стендовый)
