Введение
Глава 1. Методы исследования 13
1.1. Регистрация электрической активности мозга человека 13
1.1.1. Серия тестов для анализа ЭЭГ у лиц с тревожно-фобическими расстройствами 14
1.1.2. Серия тестов для анализа ЭЭГ у лиц с парциальной симптоматической эпилепсией 15
1.1.3 Серия тестов для анализа ЭЭГ у лиц с сосудистой патологией мозга 15
1.1.4. Серия тестов для анализа ЭЭГ у лиц с нарушениями сердечного ритма 16
1.2. Регистрация непроизвольных колебаний руки человека 16
1.3. Вейвлет-анализ физиологических сигналов 19
1. 3. 1 Дискретное вейвлет-преобразование сигнала 20
1.3.2. Интегральная оценка спектральной плотности энергии сигнала 21
1.3.3 Непрерывное вейвлет-преобразование сигнала и оценивание энергии сигнала 23
1.3.4. Сравнение вейвлетного преобразования сигнала с быстрым преобразованием Фурье и оконным преобразованием Фурье 26
1.3.5. Кросс-вейвлетные спектры и оценивание вейвлет- когерентности двух сигналов 27
1.4. Фрактальный анализ физиологических сигналов 29
1.4. 1 Оценка степени фрактальности физиологических сигналов 20
1.4. 2. Оценка степени мультифрактальности физиологических сигналов 30
1.5. Метод рекуррентного анализа 34
1.5.1. Построение рекуррентных диаграмм и определение их характеристик 35
1.5.2. Метод совместного рекуррентного анализа 37
1.5.3. Локализация неустойчивых периодических орбит 38
1.6. Построение фазовых портретов физиологических сигналов 39
1.7. Метод бифуркационного анализа 40
1.8. Исследование изменения паттернов импульсной активности модели ноцицептивного нейрона 43
1.8.1 Модель мембраны ноцицептивного нейрона 43
1.8.2. Определение параметров активационных и инактивационных воротных структур медленных натриевых каналов 45
1.8.3. Вычисление эффективного заряда активационной воротной структуры медленных натриевых каналов 47
1.8.4. Разделение пространства параметров модели на области качественно различных решений 48
Глава 2. Механизмы изменения динамической сложности паттернов ЭЭГ при нарушениях функционального состояния центральной нервной системы 51
2.1. Обзор литературы 51
2.1.1. Нелинейная динамика паттернов ЭЭГ человека 51
2.1.2. Нелинейная динамика паттернов ЭЭГ человека при эпилептическом повреждении мозга 52
2.1.3 Нелинейная динамика паттернов ЭЭГ человека при нарушении функционального состояния мозга, связанном с тревожно-фобическими расстройствами 53
2.1.4. Нелинейная динамика паттернов ЭЭГ человека при нарушении функционального состояния мозга, связанном с сосудистой патологией мозга 54
2.1.5. Нелинейная динамика паттернов ЭЭГ человека при нарушении сердечного ритма 55
2.2 Результаты и обсуждение 56
2.2.1. Механизмы изменения динамической сложности паттернов ЭЭГ при эпилептическом повреждении мозга 56
2.2.1.1. Вейвлетные спектры паттернов ЭЭГ человека при эпилептическом повреждении мозга 57
2.2.1.2. Мультифрактальные характеристики паттернов ЭЭГ человека при эпилептическом повреждении мозга 61
2.2.1.3. Анализ возможности автоматического выявления эпилептических разрядов на основе вейвлетных и мультифрактальных характеристик паттернов ЭЭГ 65
2.2.1.4. Заключительные замечания 67
2.2.2 Механизмы изменения динамической сложности паттернов ЭЭГ, лежащие в основе коррекции психогенной боли при тревожнофобических состояниях 69
2.2.2.1. Спектры Фурье паттернов ЭЭГ человека при тревожно-фобических расстройствах 69
2.2.2.2 Вейвлетные спектры паттернов ЭЭГ человека при тревожно-фобических расстройствах 71
2.2.2.3 Мультифрактальные характеристики паттернов ЭЭГ человека при тревожнофобических расстройствах 74
2.2.2.4 Анализ возможности коррекции тревожно-фобических расстройств на основе вейвлетных и мультифрактальных характеристиках паттернов ЭЭГ 78
2.2.2.5 Заключительные замечания 80
2.2.3 Анализ способности мозга к усвоению ритма заданной частоты при сосудистой патологии разной степени тяжести 81
2.2.3.1. Анализ фоновых паттернов ЭЭГ человека с сосудистой патологией мозга 81
2.2.3.2. Нелинейная динамика реактивных паттернов ЭЭГ: мультифрактальный анализ 84
2.2.3.3. Нелинейная динамика реактивных паттернов ЭЭГ: вейвлетный анализ 86
2.2.3.4 Оценка коэффициента усвоения ритма заданной частоты 94
2.2.3.5. Оценка времени нарастания энергии вейвлетного спектра во время ритмической фотостимуляции 96
2.2.3.6. Оценка коэффициента удержания ритма заданной частоты 97
2.2.3.7. Анализ способности мозга к воспроизведению светового стимула при сосудистой патологии разной степени тяжести 99
2.2.3.8. Сравнение результатов вейвлетного преобразования реактивных паттернов ЭЭГ с результатами быстрого и оконного преобразования Фурье 101
2.2.3.9 Заключительные замечания 103
2.2.4 Механизмы изменения динамической сложности паттернов ЭЭГ при нарушении сердечного ритма 104
2.2.4.1 Оценка кросс-вейвлетных спектров светового сигнала и реактивного паттерна ЭЭГ при фибрилляциях предсердий пароксизмального и постоянного типа 104
2.2.4.2 Вейвлетный анализ реактивных паттернов ЭЭГ при фибрилляциях предсердий пароксизмального и постоянного типа 107
2.2.4.3 Оценка реакции усвоения ритма в паттернах ЭЭГ у пациентов с фибрилляцией предсердий на основании анализа рекуррентных диаграмм фибрилляцией предсердий на основании анализа рекуррентных диаграмм 109
2.2.4.4 Оценка различий в функциональном состоянии ЦНС у пациентов с сердечно сосудистыми заболеваниями в виде мерцательной аритмии пароксизмального и постоянного типа 110
2.2.4.5 Заключительные замечания 115
Глава 3. Механизмы изменения динамической сложности непроизвольных колебаний руки человека при двигательных нарушениях 118
3.1. Обзор литературы 118
3.1.1. Нелинейная динамика непроизвольных колебаний руки человека при двигательных нарушениях 118
3.2 Результаты и обсуждение 120
3.2.1. Энергетические характеристики непроизвольных колебаний руки человека 121
3.2.2 Оценка эффективности лекарственного воздействия на двигательную активность человека на основании изучения вейвлетных свойств тремора 123
3.2.3 Мультифрактальные характеристики непроизвольных колебаний руки человека 129
3.2.4 Оценка эффективности лекарственного воздействия на двигательную активность человека на основании мультифрактальных свойств тремора 132
3.2.5 Сравнительный анализ вейвлетных и мультифрактальных характеристик тремора пациентов с болезнью Паркинсона и пациентов с синдромом эссенциального тремора 135
3.2.6 Уменьшение динамической сложности при двигательных нарушениях 140
3.2.7. Портреты фазовых траекторий непроизвольных колебаний руки человека 142
3.2.8. Рекуррентные диаграммы непроизвольных колебаний руки человека 143
3.2.9. Сравнительные характеристики рекуррентных диаграмм для паркинсонического и эссенциального тремора 147
3.2.10 Локализация неустойчивых периодических орбит непроизвольных колебаний руки человека 149
3.2.11 Заключительные замечания 152
Глава 4. Механизмы возникновения антиноцицептивного ответа сенсорного нейрона 155
4.1. Обзор литературы 155
4.1.1. Нелинейная динамика паттернов импульсной активности ноцицепторов при восприятии болевого сигнала 155
4.2 Результаты и обсуждение 159
4.2.1. Определение связи между значениями параметров модели мембраны ноцицептивного нейрона и типом ее решения 159
4.2.2. Определение механизмов возникновения пачечной активности в модели мембраны ноцицептивного нейрона 164
4.2. 3. Изменения в динамической сложности сигналов при возникновении антиноцицептивного ответа 172
4.2.3.1. Определение влияния коменовой кислоты на параметры модели мембраны ноцицептивного нейрона 172
4.2.3.2. Определение влияния параметров активационной воротной структуры натриевого канала на ритмическую активность мембраны ноцицептивного нейрона 173
4.2.3.3. Определение влияния модификации параметров активационной воротной структуры натриевого канала на пачечную активность мембраны ноцицептивного нейрона 175
4.2.3.4. Определение влияния проводимости медленных натриевых каналов на импульсную активность мембраны ноцицептивного нейрона 176
4.2.3.5 Сравнение импульсной активности модели мембраны ноцицептивного нейрона до и после ее модификации в условиях блокирования калиевого тока 178
4.2.3.6. Бифуркационный анализ смены режимов импульсной активности модели мембраны ноцицептивного нейрона при изменении величины стимулирующего тока 183
4.2.3.7. Определение механизма возникновения пачечной активности в модели мембраны ноцицептивного нейрона в условиях блокирования калиевого тока 185
4.2.3.8. Переход от ритмической активности к пачечной включает в себя решения типа “утки” (torus canards) 188
4.2.3.9. Определение связи между изменением параметров модели мембраны ноцицептивного нейрона и подавлением пачечной активности при возникновении антиноцептивного ответа в условиях блокирования калиевого тока 192
4.2.3.10 Заключительные замечания 194
Заключение 196
Выводы 200
Список используемой литературы 202
Список используемых сокращений 226
