О связи сверхмедленных частот электроэнцефалограммы и вариабельности сердечного ритма при сосудистой патологии
DOI:
https://doi.org/10.33910/2687-1270-2025-6-1-66-74Ключевые слова:
сосудистая патология, электроэнцефалограмма, электрокардиограмма, динамика частот, вейвлетное преобразованиеАннотация
Статья посвящена выявлению динамики соотношения частот сверхмедленных колебаний электроэнцефалограмм и вариабельности сердечного ритма человека в норме и при патологии. Для решения поставленной задачи проанализированы биоэлектрическая активность мозга и сердца в контрольной группе здоровых испытуемых и лиц с различной степенью сосудистой патологии, связанной с вегето-сосудистой дистонией и с вертебрально-базилярной недостаточностью. Применен метод синхросжатого вейвлет-преобразования, преимущество которого состоит в высоком качестве нахождения мгновенных частот в зашумленных экспериментальных данных. Анализ соотношения мгновенных частот сверхмедленных колебаний электроэнцефалограмм и вариабельности сердечного ритма обусловлен тем, что именно эти колебания, в отличие от более высокочастотных составляющих компонентов электроэнцефалограмм, связаны с регуляцией сердечного ритма. Установлено, что основные отличия во взаимоотношениях частот анализируемых сигналов характеризуются различными временами возникновения синхронизации между мгновенными частотами. В экспериментальных данных лиц с вертебрально-базилярной недостаточностью выявлено меньшее время возникновения синхронизации между частотами сверхмедленных колебаний электроэнцефалограмм и вариабельностью сердечного ритма, чем в данных, полученных для лиц с вегето-сосудистой дистонией.
Библиографические ссылки
Daubechies, I. (1992) Ten lectures on wavelets. Philadelphia: SIAM Publ., 357 p. (CMBS-NSF Regional conference series in applied mathematics. No. 61). https://doi.org/10.1137/1.9781611970104 (In English)
Daubechies, I., Lu, J., Wu, H.-T. (2011) Synchrosqueezed wavelet transforms: An empirical mode decomposition-like tool. Applied and Computational Harmonic Analysis, vol. 30, no. 2, pp. 243–261. https://doi.org/10.1016/j.acha.2010.08.002 (In English)
Dick, O. E., Glazov, A. L. (2021) Estimation of the synchronization between intermittent photic stimulation and brain response in hypertension disease by the recurrence and synchrosqueezed wavelet transform. Neurocomputing, vol. 455, pp. 163–177. https://doi.org/10.1016/j.neucom.2021.05.038 (In English)
Dick, O. E., Glazov, A. L. (2023) Revealing the coupling directionality and synchronization between time series from physiological data by analysis of joint recurrences. Chaos, Solitons & Fractals, vol. 173, article 113768. https://doi.org/10.1016/j.chaos.2023.113768 (In English)
Dick, O. E., Lyubashina, O. A. (2024) Comparative pairwise analysis of the relationships between physiological rhythms using synchrosqueezed wavelet transform, phase dynamics modelling and recurrence. Nonlinear Dynamics, vol. 112, no. 22, pp. 19825–19848. https://doi.org/10.1007/s11071-024-10089-w (In English)
Dick, T. E., Hsieh, Y.-H., Dhingra, R. R. et al. (2014) Cardiorespiratory сoupling: Сommon rhythms in cardiac, sympathetic, and respiratory activities. Progress in Brain Research, vol. 209, pp. 191–205. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-63274-6.00010-2 (In English)
Dik, O. E., Glazov, A. L. (2021) Parametry fazovoj sinkhronizatsii v elektroentsefalograficheskikh patternakh kak markery kognitivnykh narushenij [Parameters of phase synchronization in electroencephalographic patterns as markers of cognitive impairment]. Zhurnal tekhnicheskoj fiziki — Technical Physics, vol. 66, no. 4, pp. 560–570. https://doi.org/10.1134/S1063784221040058 (In English)
Iadecola, C., Gottesman, R. F. (2019) Neurovascular and cognitive dysfunction in hypertension: Epidemiology, pathobiology, and treatment. Circulation Research, vol. 124, no. 7, pp. 1025–1044. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.118.313260 (In English)
Hestad, K., Engedal, K., Schirmer, H., Strand, B. H. (2020) The effect of blood pressure on cognitive performance. An 8-year follow-up of the Tromsø study, comprising people aged 45–74 years. Frontiers in Psychology, vol. 11, article 607. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2020.00607 (In English)
Knyazev, G. G. (2012) EEG delta oscillations as a correlate of basic homeostatic and motivational processes. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, vol. 36, no. 1, pp. 677–695. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2011.10.002 (In English)
Limberg, J. K., Morgan, B. J., Schrage, W. G., Dempsey, J. A. (2013) Respiratory influences on muscle sympathetic nerve activity and vascular conductance in the steady state. American Journal of Physiology — Heart and Circulatory Physiology, vol. 304, no. 12, pp. H1615–H1623. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00112.2013 (In English)
Mills, K. T. (2016) Global disparities of hypertension prevalence and control: A systematic analysis of population-based studies from 90 countries. Circulation, vol. 134, no. 6, pp. 441–450. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.115.018912 (In English)
Pikovsky, A. S., Rosenblum, M. G., Kurths, J. (2011) Synchronization: A universal concept in nonlinear sciences. Cambridge: Cambridge University Press, 411 p. (In English)
Tadic, M., Cuspidi, C., Hering, D. (2016) Hypertension and cognitive dysfunction in elderly: Blood pressure management for this global burden. BMC Cardiovascular Disorders, vol. 16, no. 1, article 208. https://doi.org/10.1186/s12872-016-0386-0 (In English)
Ungvari, Z., Toth, P., Tarantini, S. et al. (2021) Hypertension-induced cognitive impairment: From pathophysiology to public health. Nature Reviews Nephrology, vol. 17, no. 10, pp. 639–654. https://doi.org/10.1038/s41581-021-00430-6 (In English)
Walker, K. A., Sharrett, A. R., Wu, A. et al. (2019) Association of midlife to late-life blood pressure patterns with incident dementia. Journal of the American Medical Association, vol. 322, no. 6, pp. 535–545. https://doi.org/10.1001/jama.2019.10575 (In English)
Wu, H.-T., Chan, Y.-H., Lin, Y.-T. et al. (2014) Using synchrosqueezing transform to discover breathing dynamics from ECG signals. Applied and Computational Harmonic Analysis, vol. 36, no. 2, pp. 354–359. https://doi.org/10.1016/j.acha.2013.07.003 (In English)
Wu, H.-T., Lewis, G. F., Davila, M. I. et al. (2016) Optimizing estimates of instantaneous heart rate from pulse wave signals with the synchrosqueezing transform. Methods of Information in Medicine, vol. 55, no. 5, pp. 463–472. https://doi.org/10.3414/ME16-01-0026 (In English)
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 Ольга Евгеньевна Дик
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Автор предоставляет материалы на условиях публичной оферты и лицензии CC BY-NC 4.0. Эта лицензия позволяет неограниченному кругу лиц копировать и распространять материал на любом носителе и в любом формате, но с обязательным указанием авторства и только в некоммерческих целях. После публикации все статьи находятся в открытом доступе.
Авторы сохраняют авторские права на статью и могут использовать материалы опубликованной статьи при подготовке других публикаций, а также пользоваться печатными или электронными копиями статьи в научных, образовательных и иных целях. Право на номер журнала как составное произведение принадлежит издателю.
