Infokommunikacionnye tehnologiiInfokommunikacionnye tehnologiiИнфокоммуникационные технологии2073-3909Povolzhskiy State University of Telecommunications and Informatics55968ArticlesСтатьиResearch ArticleOPPORTUNITIES COMPARISON OF FRACTAL EEG-ANALIZING METHODS APPLICABLE TO DETECT CHANGES IN HUMAN BRAIN ACTIVITY AT DIFFERENT EXTERNAL LIGHTINGСравнение возможностей фрактальных методов обработки ЭЭГ для обнаружения изменения в активности головного мозга при разной внешней освещенностиAntipovO. IАнтиповОлег Игоревич

д.ф.-м.н., профессор Кафедры основ конструирования и технологий радиотехнических систем

oleg1307@mail.ruZakharovA. VЗахаровАлександр Владимирович

к.м.н., доцент Кафедры неврологии и нейрохирургии

zakharov1977@mail.ruPyatinV. FПятинВасилий Федорович

д.м.н., профессор, заведующий Кафедрой нормальной физиологии

pyatin_vf@list.ruПоволжский государственный университет телекоммуникаций и информатикиСамарский государственный медицинский университет15062014122VOL 12, NO2 (2014)ТОМ 12, №2 (2014)576320122020Copyright ©; 2014, Antipov O.I., Zakharov A.V., Pyatin V.F.Copyright ©; 2014, Антипов О.И., Захаров А.В., Пятин В.Ф.2014Antipov O.I., Zakharov A.V., Pyatin V.F.Антипов О.И., Захаров А.В., Пятин В.Ф.https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0https://journals.eco-vector.com/2073-3909/article/view/55968

This article discusses the results of practical application various methods of fractal deter-ministic chaos applied to the analysis of electroencephalograms (EEG). Was searched method for the differentiation of the state of the level of activity in the brain at different ambient light. The three methods used in the work: the method of false nearest neighbors, rescaled range Hurst and approximate entropy, a positive result was achieved only with the help of the ap-proximation entropy. Given to justify the use of these methods and discuss the results.

В данной статье обсуждаются результаты практического применения различных фрактальных методов детерминированного хаоса применительно к анализу электроэнцефалограмм (ЭЭГ). Был произведен поиск метода для дифференцирования состояния уровня активности головного мозга при разной внешней освещенности. Из трех применяемых в работе методов: метода ближайших ложных соседей, нормированного размаха Херста и аппроксимаци-онной энтропии - положительный результат был достигнут только с помощью аппроксимационной энтропии. Даны обоснования применения данных методов и обсуждены результаты.

fractal analysiselectroencephalographyapproximation entropyHurst exponentR/S-analysisa modified method of false nearest neighborsфрактальный анализэлектроэнцефалографияаппроксимационная энтропияпоказатель ХерстаR/S-анализмодифицированный метод ближайших ложных соседейАнищенко В. С. Сложные колебания в простых системах. М. : Наука, 1990. - 312 с.Антипов О.И., Добрянин А.В., Неганова Е.В., Неганов В.А. Фрактальный анализ динамики цен на нефть // Экономические науки. № 66, 2010. - С. 260-270.Антипов О.И., Захаров А.В., Неганов В.А. Особенности применения фрактальных мер детерминированного хаоса к автоматизированному распознанию стадий сна при полисомнографии // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. Т.15. № 3, 2012. - С. 101-109.Антипов О.И., Захаров А.В., Неганов В.А. Сравнение скорости и точности фрактальных методов детерминированного хаоса применительно к распознанию стадий сна // Бюллетень Восточно-Сибирского на-уч-ного центра СО РАМН. № 2-1, 2013. -С. 9-14.Антипов О.И., Захаров А.В., Повереннова И.Е., Неганов В.А., Ерофеев А.Е. Возможности различных методов автоматического распознавания стадий сна // Саратовский научно-медицинский журнал. Т. 8. № 2, 2012. - С. 374-379.Антипов О.И., Ивахник В.В., Неганова Е.В., Неганов В. А. Фрактальный анализ динамики цен на драгоценные металлы // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. Т. 14. № 2, 2011. - С. 110-116.Антипов О.И., Нагорная М.Ю. Показатель Херста биоэлектрических сигналов // ИКТ. Т. 9. № 1, 2011. - С. 75-77.Антипов О.И., Нагорная М.Ю. Фрактальный анализ электрогастроэнтерографиче-ского сигнала // Биомедицинская радиоэлектроника. № 10, 2010. - С. 40-44.Антипов О.И., Неганов В.А. Анализ и прогнозирование поведения временных рядов: бифуркации, катастрофы, синергетика, фракталы и нейронные сети. М: Радиотехника, 2011. - 350 с.Антипов О.И., Неганов В.А. Детерминированный хаос в импульсном стабилизаторе напряжения повышающего типа // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. Т. 7. № 2, 2004. - С. 69.Антипов О.И., Неганов В.А. Исследование динамического хаоса в импульсном стабилизаторе напряжения инвертирующего типа с учетом влияния активных потерь с помощью мер фрактального исчисления // Нелинейный мир. Т. 6. № 7, 2008. - С. 364377.Устройство для выявления стадий сна при полисомнографии / Антипов О.И., Неганов В.А., Захаров А.В. Патент РФ на полезную модель RUS 122271 от 11.01.2012.Антипов О.И., Неганов В.А. Прогнозирование и фрактальный анализ хаотических процессов дискретно-нелинейных систем с помощью нейронных сетей // Доклады Академии наук. Т.436. № 1, 2011. - С. 34-37.Захаров А.В., Долгих Г.Т., Долгих Т.А. Клинико-инструментальные корреляты клинически изолированного синдрома // Медицинский альманах. № 1, 2011. - С. 114-116.Захаров А.В., Кузнецова Н.И., Хивинцева Е.В., Власов Я.В. Особенности реабилитации при рассеянном склерозе // Неврологический вестник. Журнал им. В.М. Бехтерева. Т. XLII. № 1, 2010. - С. 110-114.Захаров А.В., Повереннова И.Е., Гиндуллина Е.А., Кузнецова Н.И. Болевые феномены при клинически изолированном синдроме // Российский журнал боли. № 1, 2012.- С.27-28.Захаров А.В., Повереннова И.Е., Кузнецова Н.И. Утренние головные боли: причины возникновения // Российский журнал боли. № 1, 2012. - С. 40-41.Захаров А.В., Повереннова И.Е., Хивинцева Е.В., Грешнова И.В., Гендуллина Е.А. Анализ вероятности перехода монофокального клинически изолированного синдрома в клинически достоверный рассеянный склероз // Саратовский научно-медицинский журнал. Т.8. № 2, 2012. - С. 432-435.Захаров А.В., Хивинцева Е.В., Повереннова И.Е., Гиндуллина Е.А., Власов Я.В., Синеок Е.В. Оценка рисков трансформации монофокального клинически изолированного синдрома в клинически достоверный рассеянный склероз // Журнал неврологии и психиатрии им. C.C. Корсакова. Т. 113. № 2-2, 2013. - С. 28-31.Лавров О.В., Широлапов И.В., Пятин В.Ф. Острый экзаменационный стресс: иммуносупрессия или иммуностимуляция? // Медицинская иммунология. Т. 13. № 4-5, 2011. - С. 470.Повереннова И., Власов Я.В., Захаров А.В., Кузнецова Н.И., Романова Т.В., Кацнельсон В.М., Платонова А.С., Устинова Е.В. Некоторые проблемы реабилитации инвалидов, больных рассеянным склерозом, в учреждениях социальной защиты // Журнал неврологии и психиатрии им. C.C. Корсакова. Т.109. № 2, 2009. - С. 129.Пятин В.Ф., Мирошниченко И.В., Куль -чицкий В.А. Участие NO-ергического механизма в регуляции ритмогенеза дыхательного центра бульбоспинальных препаратов новорожденных крыс // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. Т. 132. № 8, 2001. - С. 129.Пятин В.Ф., Никитин О.Л., Татарников В.С. Изменение активности диафрагмального нерва во время стимуляции ростральных отделов вентральной поверхности продолговатого мозга крыс // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. Т.123. № 6, 1997. - С. 617.Пятин В.Ф., Никитин О.Л., Татарников В.С. Эффект выключения субретрофациальной области на центральную инспираторную активность и реакцию дыхания на гиперканию // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. Т.123. № 3, 1997. - С. 491.Пятин В.Ф., Татарников В.С. Оксид азота модулирует центральный хемочувствительный драйв при участии ростральных вентромедуллярных нейронных структур у взрослых крыс // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. Т.135. № 5, 2003. - С. 489.Пятин В.Ф., Широлапов И.В. Физическая нагрузка ускорением - расширение реабилитационных возможностей восстановительной медицины // Вестник восстановительной медицины. № 1, 2009. - С. 24.Хакен Г. Принципы работы головного мозга: Синергетический подход к активности мозга, поведению и когнитивности деятельности. М.: ПЕР СЭ, 2001. - 351 с.Miroshnichenko I.V., Piatin V.F., Alekseeva A.S., Tiurin N.L. Spectral characteristics of electrical activity of the respiratory center in brain processes in fetus and newborn rats in vitro // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. Т. 88. № 2, 2002. - С. 248-256.Pyatin V.F., Tatarnikov V.S. Nitric oxide in the a5 region modulates reaction of the respiratory center and blood pressure to hypoxia in rats // Bulletin of Experimental Biology and Medicine. Т.139. № 2, 2005. - С. 159-162.Pyatin V.F., Tatarnikov V.S., Glazkova E.N. Activity of neurons of the cerebral a5 zone of rat induced by adequate stimulation of muscle afferents: on the control of arterial pressure and respiration during muscle activity // Neurophysiology. Т.39. № 6, 2007. - С. 382-390.Tatarnikov V.S., Nikitin O.L., Pyatin V.F. The involvement of rostral ventromedullary neuronal structures in regulating the mechanism of formation of the respiratory rhythm in rats // Neuroscience and Behavioral Physiology. Т.29. № 2, 1999.- С.151-155.Brainard G.C., Hanifin J.P., Greeson J.M. е.а. Action Spectrum for Melatonin Regulation in Humans: Evidence for a Novel Circadian Photoreceptor // Journal of Neuroscience. August 15, Vol. 21(16), 2001. - P. 6405-6412.Thapan K., Arendt J., Skene D.J. An action spectrum for melatonin suppression: evidence for a novel non-rod, non-cone photoreceptor system in humans // Journal of Physiology. Vol. 535.1, 2001. - Р. 261-267.