Применение формализма функций статистической памяти в поиске диагностических критериев патологической активности мозга

Abstract

Применение «наук о данных» в анализе биомедицинских и физиологических временных рядов и пространственных карт позволяет извлечь достоверную информацию о динамических состояниях и функционировании как организма в целом, так и отдельных органов. В настоящей работе на основе формализма функций памяти, одного из подходов статистической физики, проводится анализ сигналов биоэлектрической активности мозга и нервно-мышечной системы человека. Выполнен переход от исследования «глобальных» закономерностей, выявляемых в сигналах человека, к анализу отдельных участков временной динамики. На основе локализованных характеристик и параметров – оконно-временного построения спектров мощности и информационных мер статистической памяти установлены изменения периодических закономерностей и корреляций динамических режимов. В случае анализа временных рядов разнообразные процедуры локализации играют роль «статистического микроскопа», захватывающего детали сигналов или отражающего особенности локальной структуры объекта. «Обобщенные» и локализованные параметры, вводимые в рамках формализма функций памяти, оказываются полезными в поиске диагностических критериев в кардиологии, нейрофизиологии, эпидемиологии, при изучении сенсомоторной и локомоторной деятельности человека. Applying the Time Series Analysis for physiological and biomedical data allows to extract the principal information about the states of human organism and its separate systems. In paper we study the biomedical signals from the human cerebral cortex and neuromuscular system by means of the Memory Function Formalism. We use the localized parameters (window-time representation of the memory functions power spectra and the statistical measures of memory) to derive the periodic properties in studied dynamics. The “generalized” and localized parameters are very useful to create the diagnostic criteria in cardiology and neurophysiology.