Вікові зміни нелінійних динамічних характеристик еег

В даний час бурхливо розвивається новий напрямок аналізу ЕЕГ - дослідження характеристик з позицій теорії динамічного хаосу. Згідно з цим концептуального апарату, ЕЕГ можна уявити як хаотичний процес. Хаотичні процеси представляють собою реалізацію поведінки динамічних систем. це поведінка можна описати нелінійними диференціальними рівняннями. Чим більше рівнянь потрібно для опису поведінки системи, тим більш складною вона є. Одна з характеристик хаотичних процесів - кореляційний розмірність відновленого аттрактора - характеризує, наскільки складна система стоїть за спостережуваним процесом. Чим складніше система, більше рівнянь потрібно для її опису, тим більше ця величина.

Нелінійні рівняння потрібні для опису динамічних систем в тому випадку, якщо взаємодія між елементами цих систем відбувається по нелінійним законам. Однією з таких систем можна по праву вважати головний мозок людини. Нейрони, що є елементами цієї системи, демонструють типово нелінійні властивості. Згідно з положеннями А.А.Ухтомского, П.К.Анохіна, В.Б.Швиркова і ін., Характер міжнейронної взаємодії постійно змінюється в залежності від динаміки внутрішньої і навколишнього середовища. Залежно від поточних потреб організму формуються функціональні системи, представлені в головному мозку відповідними констеляції нейронів, нейронними мережами.

Для реалізації простих актів життєдіяльності, здійснюваних в умовах невеликого припливу зовнішньої інформації, потрібна побудова функціональних систем невеликої складності. У разі збільшення припливу зовнішнього інформації поведінка нейронів головного мозку ускладнюється, про що можна судити по їх електричної активності - ЕЕГ. Це можна експериментально повірити, спостерігаючи за змінами величини кореляційної розмірності ЕЕГ, зареєстрованої з відкритими і закритими очима (Меклер, 2004). При відкритих очах мозок отримує більше інформації, що призводить до збільшення кореляційної розмірності відновленого аттрактора ЕЕГ.

В процесі дозрівання організм і, відповідно, головний мозок виробляють все тоншу диференціацію навколишнього середовища. Це може проявлятися як все більше ускладнення міжнейронної взаємодії, що веде до ускладнення моделює системи рівнянь і, як наслідок, до більш стохастичную ЕЕГ. У дослідженнях (Полонніков Р.І., Вассерман Е.Л., Карташев Н.К., 2003) показано, що з віком ЕЕГ зазнає змін від кольорових шумів до білого, що підтверджує припущення, що стосується збільшення стохастичности ЕЕГ з віком (з точки зору фрактального аналізу).

У нашому дослідженні порівнювалися величини кореляційної розмірності відновленого аттрактора ЕЕГ у дітей дошкільного віку (4-6 років) і дорослих. Виявилося, що у дітей ця величина значно менше, ніж у дорослих. Це говорить про те, що вікові зміни ЕЕГ обумовлені саме ускладненням поведінки нейронних популяцій і більшою варіативністю динаміки їх станів.

Таким чином, ми можемо стверджувати, що адаптація організму до навколишнього середовища в міру його розвитку супроводжується ускладненням зв`язків між нейронами головного мозку, а також збільшенням варіативності його діяльності.

Меклер А.А., Болотова Є.В.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!