Особенности пространственной синхронизации электроэнцефалограмм леворуких и праворуких испытуемых в состоянии покоя и при когнитивной нагрузке: анализ с применением теории графов

Мануальное предпочтение — одно из ярчайших проявлений функциональной асимметрии мозга. Однако природа данного явления, равно как и взаимодействие его с другими функциями мозга, не до конца ясны. Особый интерес представляет исследование особенностей мозга леворуких и праворуких путем анализа нейронных сетей.

Цель исследования — анализ особенностей сетевых структур мозга леворуких и праворуких по данным электроэнцефалографии в состоянии покоя и при когнитивной нагрузке (запоминании) с применением теории графов.

Материалы и методы. В эксперименте приняли участие 44 добровольца (20 леворуких, 24 праворуких). Для построения функцио­нально связанных графов были использованы три способа вычисления степени пространственной синхронизации ЭЭГ-сигналов: когерентность, мнимая часть когерентности и вероятность синхронизации. На основе полученных графов были построены минимальные остовные деревья (МОД) и рассчитаны некоторые их характеристики.

Результаты. Установлено, что левши по сравнению с правшами имели более линейный тип МОД в тета-диапазоне для МОД, построенных на основе когерентности. Для запоминания было характерно увеличение регулярности структуры МОД в альфа-диапазоне для всех трех мер близости сигнала (когерентности, мнимой части когерентности, вероятности синхронизации). Для МОД, построенных на основе вероятности синхронизации и мнимой части когерентности, это увеличение наблюдалось только у правшей. Для МОД, построенных на основе когерентности, увеличение регулярности в альфа-диапазоне не связано с мануальным предпочтением. Таким образом, МОД, построенные на основе вероятности синхронизации и мнимой части когерентности, более чувствительны к различиям между группами левшей и правшей во время запоминания.

Lukoyanov M.V., Grechikhin I.S., Kalyagin V.A., Pardalos P.M., Mukhina I.V. Characteristics of Spatial Synchronization of Encephalograms in Left- and Right-Handed Subjects in Resting State and During Cognitive Testing: a Graph-Theory Analysis. Sovremennye tehnologii v medicine 2014; 6(2): 6