RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика // Архив

Изв. Сарат. ун-та. Нов. cер. Сер. Физика, 2025, том 25, выпуск 4, страницы 474–484 (Mi isuph592)

Биофизика и медицинская физика

Оценка времени стационарности сверхмедленных колебаний потенциалов головного мозга по сигналам электроэнцефалограмм

Е. И. Боровковаab, Д. В. Васильеваb, А. С. Караваевa, Ю. М. Ишбулатовa, В. И. Пономаренкоa, Б. П. Безручкоa, М. Д. Прохоровa

a Саратовский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН
b Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского

Аннотация: Сверхмедленные колебания потенциалов головного мозга, имеющие частоту менее 0.5 Гц, отражают активность центров вегетативной регуляции и являются маркерами психофизиологического состояния человека. Для таких колебаний характерна нестационарная динамика, которая затрудняет их экспериментальное исследование. Нами предложен метод оценки характерного времени стационарности сверхмедленных колебаний головного мозга, основанный на анализе экспериментальных временных рядов электроэнцефалограмм. Метод включает этапы разбиения временного ряда на сегменты, построение аппроксимирующих полиномов для каждого сегмента, расчет матрицы евклидовых расстояний между коэффициентами полиномов, кластеризацию сегментов для определения участков квазистационарной динамики и анализ длительностей объединенных сегментов для получения статистических характеристик. Предложенный метод может быть применен для оценки времени стационарности других ритмов электроэнцефалограмм, а также частотных составляющих последовательности RR-интервалов. С его помощью проведен анализ сигналов электроэнцефалограмм и RR-интервалов 50 здоровых добровольцев, находящихся в состоянии покоя. Показано, что колебания в различных частотных диапазонах исследуемых сигналов имеют разную длительность квазистационарного поведения. В диапазонах частот 0.05–0.15 Гц и 0.15–0.50 Гц, отражающих активность симпатической и парасимпатической ветвей регуляции соответственно, время стационарности сверхмедленных колебаний в сигналах электроэнцефалограмм составило 30 и 36 с соответственно. Показано, что длительности квазистационарных участков сверхмедленных колебаний в электроэнцефалограммах хорошо соответствуют длительностям участков квазистационарной динамики последовательности RR-интервалов в частотных диапазонах, ассоциируемых с процессами симпатической и парасимпатической регуляции ритма сердца.

Ключевые слова: временные ряды, нестационарность, электроэнцефалограммы, RR-интервалы, вегетативная регуляция, сверхмедленные колебания потенциалов головного мозга.

УДК: 530.182

Поступила в редакцию: 01.07.2025
Исправленный вариант: 28.11.2025
Принята в печать: 10.09.2025

DOI: 10.18500/1817-3020-2025-25-4-474-484



© МИАН, 2026