Известия высших учебных заведений

Прикладная нелинейная динамика

ISSN 0869-6632 (Print)
ISSN 2542-1905 (Online)


Статья имеет ранний доступ!

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 0)
Язык публикации: 
русский
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
530.182
EDN: 

Применение методов моделирования фазовой динамики и рекуррентности для оценки характеристик взаимосвязи между физиологическими ритмами

Авторы: 
Дик Ольга Евгеньевна, Институт физиологии имени И.П. Павлова РАН
Аннотация: 

Цель настоящей работы – применение двух методов нелинейной динамики для оценки характеристик взаимосвязи между временными рядами, извлеченными из физиологических ритмов. В качестве анализируемых временных рядов использованы флуктуации дыхательного ритма, кривые вариабельности артериального давления и вариабельности интервалов нейрональной активности продолговатого мозга крыс до и во время болевого воздействия.

Методы. Для решения задачи выявления взаимосвязи и оценки асимметрии и направления связи применены метод моделирования фазовой динамики слабо связанных и слабо зашумленных систем и метод вычисления усредненных условных вероятностей рекуррентностей временных рядов, генерируемых взаимодействующими системами. В качестве характеристик взаимосвязи между системами использованы оценки интенсивности воздействия одной системы на другую и оценки в различиях усредненных условных вероятностей рекуррентностей.

Результаты. Для проверки устойчивости примененных методов к шуму проведен анализ хорошо изученной модели однонаправлено связанных осцилляторов Ван дер Поля. Подтверждено правильное определение направления связи обоими методами при слабом зашумлении и снижение возможности выявления направления методом фазового моделирования при нарастании зашумления, и сохранение возможности правильного определения направления методом рекуррентностей. Для экспериментально полученных и слабо зашумленных биологических временных рядов в большинстве анализируемых данных обнаружена асимметрия связи с преимущественным влиянием дыхательного ритма на вариабельность нейрональной активности и артериальное давление, и влияние вариабельности артериального давления на нейронную активность ретикулярной формации продолговатого мозга.

Заключение. Применение двух методов оценки характеристик взаимосвязи между слабо зашумленными временными рядами, как модельными, так и экспериментальными, показало вполне согласованные результаты в преимущественном влиянии одной системы на другую.
 

Благодарности: 
Работа выполнена при поддержке государственного финансирования, выделенного Институту физиологии им. И. П. Павлова РАН (№ 1021062411784-3-3.1.8).
Список источников: 

-

Поступила в редакцию: 
26.10.2024
Принята к публикации: 
31.01.2025
Опубликована онлайн: 
03.02.2025