Распознавание типа решаемой задачи по нескольким секундам ЭЭГ с помощью обучаемого классификатора

• Автор: Иваницкий, Георгий Алексеевич
• Шифр специальности: 03.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 94 с. : ил.

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ миммаммммимммим11т1т1мммтнт1ммт1нммнт1ммм11танмами4 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Ритмы МОЗГА И ИХ ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ РОЛЬ.

Основные гипотезы о функциональной роли ритмов мозга.

Роль ритмов мозга в сенсорных процессах

Роль ритмов мозга в процессах внимания и памяти

Связь ритмов мозга с эмоциями.

Связь ритмов мозга с процессами в лимбической системе.

Роль ритмов мозга в осуществлении моторных актов

Ритмические паттерны при когнитивной деятельности.

Искусственные нейросети в нейрофизиологических исследованиях

История возникновения методологии искусственных нейронных сетей.
Наиболее известные типы искусственных нейросетей
Применение ИНС для анализа ЭЭГ и ПСС
МЕТОДИКА
Испытуемые, характер предъявляемых задач и ход эксперимента.
Регистрация данных
Отбор данных и отстройка от артефактов
Формирование обучающей и контрольной выборок данных для целей классификации .
Предобработка.
Распознавание типа данных с помощью обучаемого классификатора.
Искусственная нейросеть.
Использование системы линейных уравнений для классификации данных.
Усредненные спектры.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Первая серия экспериментов
Результаты, полученные при применении ИНС в качестве обучаемого классификатора
Результаты, полученные при использовании линейной системы уравнений в качестве
обучаемого классификатора.
Применение обучаемого классификатора для очистки выборки
Вторая серия экспериментов
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ миммммммм1мтм1мминиин1ммминммн1ниан
Основные выводы из результатов работы.
Природа характерных ритмических паттернов.
Предположения о возможной физиологической роли характерных ритмов замечания
общего характера.
Вклад локальной гаммаактивности в формирование характерных ритмических
паттернов и классификацию.
Вклад бетаактивности в формирование характерных ритмических паттернов и
классификацию.
Вклад мюритма в формирование характерных ритмических паттернов и
классификацию.
Вклад ритмов тета и альфадиапазонов, коррелированных с эмоциями, памятью,
вниманием и мотивацией
Тонический характер процессов, отраженных в характерных ритмах. Преднастройка
на определенный тип задания. Рельсы и поезд.
Дополнительные аргументы в пользу неспецифичности характерных ритмов
Воспроизводимость ритмических паттернов при когнитивной нагрузке и в покое
Индивидуальная вариабельность.
Специфические неспецифические процессы
Особенности методики и перспективы ее применения на практике
Помехоустойчивость и хорошее временное разрешение метода
Электронцефалографический портрет личности и его изменчивость.
Обучаемый классификатор как исследовательский инструмент
ВЫВОДЫ
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ, ИСПОЛЬЗОВАННОЕ В РАБОТЕ..
ПРИЛОЖЕНИЕ.
Процедура отстройки от глазодвигательного артефакта.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ тиаааааааааами1мааа1ааааааааааааааааааааааамаааааааа
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Иначе говоря, все вызванные осцилляции как бы представляют собой всплески одного процесса с постоянной фазой. Это может говорить о том, что осцилляции, вызванные стимулом в данном участке коры, синхронизованы с работой некоего гипотетического локального водителя ритма, постоянно активного. Прочие параметры колебательного ответа частота следования импульсов возбуждения, их количество в ответе зависят от параметров стимула сложным, но закономерным образом при этом зависимости амплитуды первого осцилляторного пика и амплитуды пика прямого ответа от параметров стимула часто оказываются ортогональными. Возникает вопрос зачем нужен осцилляторный ответ Динзе с соавторами выдвигают предположение, что прямой ответ отражает приход информации в сенсорную кору и ее первичную активацию. Пространственное распределение первичных ответов отражает пространственное распределение стимула например, на сетчатке и образует первичный сенсорный паттерн в коре. Дальше перед нервной системой встает задача удержать пришедший паттерн в течение некоторого времени, интегрировать его части в целое, а также сравнить с предыдущими и последующими сенсорными паттернами, т. Динзе и его соавторы считают, что с помощью осцилляций, возникающих за счет локальных ревербераций под управлением постоянно действующего пейсмейкера, пришедший паттерн удерживается в первичной сенсорной коре в течение нескольких сотен миллисекунд. Удержание нужно для того, чтобы сенсорный паттерн мог быть обработан дальше, что требует определенного времени. Работы других авторов говорят о том, что функция локальных осцилляций не исчерпывается только удержанием информации. В реальных условиях информация о внешних воздействиях приходит в первичную сенсорную кору непрерывно. Это могло бы привести к смазыванию информации так что ее нельзя было бы обрабатывать дальше если бы природой не был изобретен механизм дискретизации сенсорного входа во времени. Гипотеза о сканирующей, или стробирующей, роли ритмов мозга выдвигалась многими авторами i , Шевелев и др. Согласно этой гипотезе, входная информация разбивается на кадры, которые затем удерживаются в сенсорной коре для последующей обработки в соответствии с принципами дискретного процессинга, которым, очевидно, следует мозг. Экхорн и Шанце , , записывали изменения локального потенциала внеклеточным микроэлектродом от полей и зрительной коры кошек и обезьян. В ответ на адекватную стимуляцию наблюдалось кратковременное длительностью около 0 мс увеличение мощности отдельных спектральных компонент записываемого сигнала. В большинстве случаев на спектрах присутствовало два выраженных пика в районе Гц и в районе Гц. Авторы исследовали фазовую зависимость двух частотных компонент и нашли, что высокочастотная и низкочастотная компоненты сенсорного отклика фазовозависимы это означает, что быстрые колебания всегда попадают в одну и ту же фазу медленных. Опираясь на концепцию кадрирования входного зрительного потока, авторы предлагают три гипотезы о возможном функциональном значении двух фазовосвязных частотных компонент сенсорного отклика. По мнению авторов высокочастотная герцовая компонента соответствует первичному разбиению входной зрительной информации на кадры первичному кадрированию, в то время как герцовая компонента служит агрегатированию первичных кадров в более сложные информационные образования. Предлагаемые авторами статьи гипотезы отличаются предположениями о характере, назначении и способе объединения первичных кадров. Объединение первичных кадров происходит либо во времени, либо в пространстве, либо с иными информационными ресурсами мозга. В первом случае каждые 45 первичных кадров объединяются в пакет, который дает обобщенное представление о зрительной картине за время около 0 мс. Последовательность пакетов соответствует герцовому ритму. В дальнейшем мозг хранит и обрабатывает преимущественно обобщенные 0миллисекундные кадры, а более подробные милисекундные кадры используются лишь при совершении быстрых автоматических поведенческих актов.