Статистическая оценка различий источников альфа

УДК 615.9(06)+577.3(06) Медицинская физика и техника, биофизика
В.М. ВЕРХЛЮТОВ 1, Ю.В. ЩУЧКИН, В.Л. УШАКОВ
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
1Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии
СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РАЗЛИЧИЙ ИСТОЧНИКОВ
АЛЬФА- И ТЕТА-РИТМОВ ЭЭГ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
КЛАСТЕРНОГО АНАЛИЗА В НОРМЕ И У БОЛЬНЫХ
ШИЗОФРЕНИЕЙ
У здоровых испытуемых от 17 до 25 лет (добровольные волонтеры) и больных с легкими формами шизофрении в
возрасте от 17 до 43 лет исследовали локализацию дипольных источников спонтанных альфа- и тета-ритмов ЭЭГ в
состоянии покоя. ЭЭГ регистрировали от 16 электродов по стандартной системе 10-20. Источники локализовали после
спектрального анализа и узкополосной фильтрации с использованием однодипольной модели. Для локализации
источников ЭЭГ применяли программу Brainloc, использующую многослойную сферическую модель головы, и Brainmatic для сопоставления результатов локализации с анатомическими структурами мозга. Для составления 2 суммарных
выборок (альфа и тета) варьировали индивидуальный коэффициент дипольности с тем, чтобы, во-первых, он был > 0,95
и, во-вторых, число локализаций от каждого испытуемого было примерно одинаковым (порядка 150).
Для обнаружения различий в локализации источников между группами испытуемых выборки для нормы
и патологии обрабатывались раздельно с использованием STATISTICA 6.0 кластерным анализом по
пространственным координатам. Достоверных различий в локализации как в альфа- так и в тета-ритмах
обнаружить не удалось. Поэтому было принято решение анализировать общие (норма+патология) выборки
для обоих ритмов.
Суммарные выборки (альфа и тета) обрабатывались в STATISTICA 6.0 кластерным анализом по
пространственным координатам (к-mean clustering). Было получено от 4 до 15 кластеров распределения
диполей, среди которых определялись ‘значимые’ кластеры, т.е. кластеры с достоверным (p < 0,05)
преобладанием локализаций источников ритмов от нормы или патологии. Для тета-ритма, в отличие от
альфа-ритма, достоверных различий в локализации не выявлено (p < 0,1).
В качестве анализируемого параметра выступало усредненное стандартное отклонение от центра
кластера в ‘значимых’ кластерах. Критерий оптимума – выход на плато графика зависимости среднего
стандартного отклонения от центра кластера от числа кластеров. Оптимальное число кластеров для альфаритма 9.
В исходных кластерах был дополнительно проведен анализ отличий величины дипольного момента
источников ритмов для нормы и патологии. В результате были установлены кластеры с достоверным
различием (p < 0,05) модуля дипольного момента в альфа- и тета-ритмах. По полученным данным был
разработан критерий выбора оптимального числа кластеров для тета-ритма. Критерий оптимума был
аналогичен ранее использованному критерию для альфа-ритма. Оптимальное число кластеров для тетаритма 10.
В результате работы было установлено, что по локализации источников альфа-ритма норма преобладает
в затылочных областях мозга, а патология – в центральных и лобных. По модулю дипольного момента и в
альфа- и в тета-ритмах норма преобладала в затылочных областях мозга, а патология – в центральных и
лобных.
Работа выполнена в рамках проектов 04-06-80231 РФФИ и Ф0080 Федеральной целевой программы
«Интеграция науки и высшего образования России на 2002-2006 годы.