Исследование потоков причинности в данных электрофизиологических измерений Екатерина Жураковская, студентка 771 группы Научный руководитель Алиев Р.Р., д.ф.-м.н. Постановка задачи • Адаптировать существующий программный продукт Granger Causal Connectivity Analysis Toolbox в среде Matlab исследования причинности Грейнджера для экспериментальных данных • Исследовать электрограммы, полученные из разных отделов мозга, с помощью метода исследования причинности Грейнджера и сделать выводы о взаимосвязи между этими отделами. Неограниченная система В ограниченной системе все равны 0. Параметр p подбирается из информационных критериев Акаике или Байеса. В спектральном диапазоне Входные данные Результаты анализа во временном диапазоне До судороги Результаты анализа во временном диапазоне Во время судороги Результаты анализа во временном диапазоне После судороги Результаты анализа в спектральном диапазоне До судороги 0.6 0 50 100 0 50 100 0.3 0.2 0.1 0 0.4 0.2 0 1 0.2 0 50 0.01 1 1 1 0.005 0.5 0.5 0.5 0 100 0 0 50 100 100 0.1 0.2 0 50 100 0.4 to=4 50 0.2 0.5 0.01 0.5 0.5 0 0 50 from=1 100 0 50 100 0 50 100 0 0 50 100 0 0 1 1 0.5 0.5 50 100 0 50 100 0 50 100 0 50 4 100 0 0 50 100 0.05 0.5 0.4 0.2 0 0 50 100 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.2 100 1 100 0 0 50 1 3 0.2 0 0 0 0 0.4 100 0.02 0 0 50 0 0 100 50 100 0 0 1 1 0.5 0.5 50 100 0 0 50 100 0.5 0.02 0.4 4 to=3 50 50 1 0 0 0 0 0.4 2 0.4 to=2 0.15 0.1 0.05 0 -0.05 0.3 0.2 0.1 0 0.2 0 0 50 from=2 100 0 0 50 from=3 100 0.01 0 0 50 1 100 0 0 50 2 100 0 0 50 3 100 Результаты анализа в спектральном диапазоне Во время судороги 1 0.1 0.05 0 -0.05 0.1 0.05 0 -0.05 0.1 0.05 0 -0.05 0.04 0.4 0.2 1 0.02 0.2 0.1 0.5 0 50 100 50 100 0.1 1 0 0.5 0 50 100 50 100 50 100 0.5 0 0 50 from=1 100 50 100 50 50 100 0 0 50 100 0.4 0.1 0.4 0.4 0.2 0.05 0.2 0.2 0 0 0 0 0 0 100 50 100 0 0 50 100 0.4 0.2 0.1 0.2 0.1 50 100 0 50 100 0 50 100 0 50 4 100 0 0 0.2 0 50 100 0.5 1 0.5 0 0 50 100 0.15 0.1 0.05 0 -0.05 1 0 0 100 0 0 50 0 0 100 50 100 0 0 1 0.4 0.5 0.2 50 100 0 0 50 100 0.5 0.4 0.2 4 to=3 0 to=4 0 0.15 0.1 0.05 0 -0.05 0.15 0.1 0.05 0 -0.05 50 3 0 0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 1.5 0.2 to=2 0 2 0 0.1 0 0 0 50 from=2 100 0 50 from=3 100 0.2 0 0 50 1 100 0 0 50 2 100 0 0 50 3 100 Результаты анализа во временном диапазоне После судороги 0.15 0.1 0.05 0 -0.05 0 50 100 0 50 100 1 0.2 1 0.005 0.5 0.1 0.5 100 0 0 100 0 50 100 0.1 0 0 50 100 0 50 100 0 50 from=1 100 50 100 0 0 50 100 0.4 1 0.2 0.5 0 0 0 50 100 50 100 0 50 100 0 50 100 0 50 4 100 0 0 50 100 0.2 0.4 0.01 0.4 0.1 0.2 0.005 0.2 0.2 0 0 50 100 0.15 0.1 0.05 0 -0.05 0 100 0 0 0.4 50 -3 5 0 50 100 0 0 0 0.3 0.2 0.1 0 0 50 from=2 100 4 0.15 0.1 0.05 0 -0.05 0 0 0.5 0.6 0.15 0.1 0.05 0 -0.05 0.2 100 1 3 50 50 x 10 2 0.5 0 to=3 50 0.8 0.6 0.4 0.2 0 1 0 to=4 0 0.01 0 0.1 0.05 0 -0.05 to=2 0.1 0.05 0 -0.05 1 0.15 0.1 0.05 0 -0.05 0 50 from=3 100 50 100 0 0 50 100 0 0 50 100 1 1 0.4 0.02 0.5 0.5 0.2 0.01 0 0 0 50 1 100 0 0 50 2 100 0 0 50 3 100 Взаимодействие медиальной септальной области и гиппокампа Выводы • Был существующий программный продукт Granger Causal Connectivity Analysis Toolbox в среде Matlab исследования причинности Грейнджера для экспериментальных данных. • С помощью этого продукта были проведены исследования данных ЭЭГ из головного мозга морской свинки во время острой судороги. • Сделан вывод о важной роли связи между гиппокампом и медиальной септальной областью для нормального функционирования мозга и выявлены нарушения этой связи в момент судороги. Спасибо за внимание!