Введение
1. Обзор литературы 7
1.1 Общие представления о взаимодействиях областей мозга 7
1.1.1 Функциональное разделение и объединение 7
1.1.2 Эффективные связи и оценка причинности 8
1.2 Сети состояния покоя в мозге человека 10
1.3 Обработка зрительной информации 13
1.3.1 Области коры и проводящие пути 13
1.3.3. Экспериментальная задача оддбол 16
1.4 Функциональная магнитно-резонансная томография и ее применение к изучению мозговых процессов 17
1.4.1 Физические основы метода МРТ, последовательность «градиентное эхо» 17
1.4.2 BOLD-контраст, эхо-планарная томография EPI 20
1.4.3 BOLD-сигнал и мозговая активность 22
1.5 Электроэнцефалография и ее применение к изучению мозговых процессов. ЭЭГ высокой плотности 24
1.5.1 Основы электроэнцефалографии 24
1.5.2 Биофизические основы электрической активности мозга 26
1.5.3 Методика записи. ЭЭГ высокой плотности 27
1.5.3 Ограничения и недостатки метода ЭЭГ 28
1.6 Энтропия переноса информации 29
1.6.1 Теоретические основы Трансферной Энтропии 29
1.6.2 Методы расчета Трансферной Энтропии 30
1.6.3 Преимущества и недостатки метода 33
1.7 Динамическое каузальное моделирование 34
1.7.1 Основы метода. Анализ данных ЭЭГ 34
1.7.2 Динамическое каузальное моделирование данных фМРТ 42
2. Материалы и методы 49
2.1 Исследование сетей состояния покоя 49
2.1.1 Объекты исследований 49
2.1.2 Параметры сканирования 49
2.1.3 Предобработка экспериментальных данных 50
2.1.4 Картирование активности, общая линейная модель 56
2.1.5 Расчет Трансферной Энтропии 58
2.1.6 Базовая модель связей между 4 областями 59
2.1.7 Расширенная модель связей между 5 областями 61
2.1.8 Редуцированная модель связей между 4 областями 63
2.2 Исследование сетей в реакции зрительного ответа 64
2.2.1 Выбор метода исследований 64
2.2.2 Запись и предобработка ЭЭГ 64
2.2.3 Оценка эффективных связей в зависимости от типа стимула при оддбол-задаче 65
2.2.4 Оценка эффективных связей в зависимости от времени. Предсказательное кодирование 67
3. Экспериментальные результаты 70
3.1 Эффективные связи в сетях состояния покоя 70
3.1.1 Потоки информации между 4 базовыми областями по данным Трансферной Энтропии 70
3.1.2 Потоки информации между 6 областями по данным Трансферной Энтропии 73
3.1.3 Базовая модель связей между 4 областями 74
3.1.4 Расширенная модель связей между 5 областями 78
3.1.5 Редуцированная модель связей между 4 областями 82
3.1.6 Анализ результатов моделирования 84
3.2 Эффективные связи в реакции зрительного ответа 88
3.2.1 Оценка эффективных связей в зависимости от типа стимула при оддбол-задаче 88
3.2.2 Роль обратных связей. Предсказательное кодирование 91
3.2.3 Анализ результатов моделирования 92
Заключение 97
Основные результаты и выводы 101
Список сокращений 103
Список литературы 104
