Реконструкция функциональной структуры мозга человека по данным электроэнцефалографии

Предложен новый метод анализа данных, позволяющий преобразовать многоканальные временные ряды в пространственную структуру изучаемой системы. Метод успешно использовался для изучения биологических и физических объектов с помощью измерений магнитного поля. В данной работе выполнено обобщение развитого подхода для анализа данных экспериментов, в которых измеряется электрическое поле. При помощи электроэнцефалографа с 19 каналами, расставленными по схеме 10–20, регистрировалась активность мозга человека в состоянии с закрытыми глазами. Измерялись электроэнцефалограммы в состоянии покоя, а также при произвольных движениях рук. Было выполнено преобразование Фурье полных временных рядов, что позволило получить детальные многоканальные спектры. На всех спектрах виден широкий пик альфа-ритма в полосе частот 9–12 Гц. Для всех спектральных компонент в этой полосе была решена обратная задача и была построена трехмерная карта активности мозга – функциональная структура источников альфа-ритма. Обратная задача решалась в приближении эквивалентного токового диполя в однослойном сферическом проводнике, без каких-либо ограничений положения источника. Совместное рассмотрение магнитно-резонансной томограммы и функциональной структуры позволяет сделать вывод о разумном согласии этой структуры с существующими представлениями об альфа-ритме человека. Также была построена трехмерная карта векторного поля доминирующих направлений источников альфа ритма. Метод может быть использован для изучения пространственного распределения активности мозга в любом спектральном диапазоне данных электроэнцефалографии.