Rozróżnienie fizjologicznych i epifenomenalnych sprzężeń typu faza-amplituda pomiędzy rytmami EEG o różnych częstościach

Fizyka Medyczna Farmacja Fizyczna 2018

Gabriela Bernatowicz, Jarosław Żygierewicz

Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki

Współczesne badania [1,2] wskazują na to, że sprzężenia pomiędzy rytmami EEG o niskich i wysokich częstościach mogą dostarczać istotnych informacji na temat procesów poznawczych. Jednakże, istnieją sygnały, w których odnalezione sprzężenie nie wynika z fizjologicznych cech układu generującego, a jedynie z kształtu sygnału [3]. Celem tych badań była analiza poprawności działania autorskiej metody detekcji sprzężeń typu faza-amplituda oraz zbadanie możliwości rozróżnienia sprzężeń o pochodzeniu fizjologicznym i epifenomenalnym.

Prezentowana metoda bazuje na analizie reprezentacji sygnału w dziedzinie czas-częstość wyrównanej względem fazy oscylacji o niskiej częstości. Sygnał o niskiej częstości uzyskiwany jest przy użyciu algorytmu Matching Pursuit, natomiast reprezentacja sygnału w dziedzinie czas-częstość przy użyciu transformaty falkowej. Wynikowe komodulogramy podlegają walidacji z użyciem statystyki wartości ekstremalnych. 

Metodę przetestowano na sygnałach zarówno symulowanych, jak i eksperymentalnych, aby zbadać jej czułość, dokładność i potencjalną możliwość rozpoznania pochodzenia sprzężenia. 

Wyniki wskazują na to, że prezentowana metoda poprawnie wykrywa fizjologiczne sprzężenia, jest odporna na wysoki poziom szumu oraz pozwala na rozróżnienie sprzężeń o pochodzeniu fizjologicznym i epifenomenalnym.

Literatura:

[1] M. Köster, U. Friese, B.Schöne, N. Trujillo-Barreto, T. Gruber, Brain Research, 2014, 1577, 57-68

[2] A. Hyafil, A. Giraud, L. Fontolan, B. Gutkin, Trends in Neurosciences, 2015, 38, 725-740

[3] M. Kramer, A. Tort, N. Kopell,  Journal of Neuroscience Methods, 2008, 170, 352–357

Gabriela Bernatowicz

Practical Info

Date
24-05-2018 15:15
Duration
15 minutes
Location