5. НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

5.1.Описание эксперимента

В ходе экспериментов непрерывная ЭЭГ записывалась монополярно при помощи системы Neuroscan SynAmps с 30-ти электродов (отведений), расположенных на поверхности головы в соответствии с Международной расширенной схемой расположения электродов (на рисунке 5.1 показано расположе-ние наиболее важных электродов). В качестве референтных отведений использовались ушные элек-троды. Два биполярных электрода фиксировали вертикальные и горизонтальные движения глаз. Со-противление электродов, включённых в анализ, не превышало 15 кОм. Аналоговый сигнал был оциф-рован с частотой 500 Гц.















Рис. 5.1: Расположение электродов на поверхности головы.

В экспериментах человеку предъявлялись тестовые изображения – квадраты Канизы, состоящие из небольшого числа простых элементов (так называемых «пэкменов» ), вызывающие иллюзию, и кон-трольные изображения из таких же элементов, но не вызывающие иллюзию (рис. 5.2). Эти изображе-ния предъявлялись на экране монитора компьютера случайным образом по 150 раз вперемежку с короткими мультфильмами. Время предъявления тестовых изображений составляло 500 мс, межсти-мульный интервал (от момента подачи одного стимула до момента подачи следующего стимула) варьировал случайным образом от 1000 мс до 1500 мс. Исследовались вызванные потенциалы взрослых мужчин и женщин, а также детей.

Рис. 5.2: Тестовое и контрольное изображения.

В ходе записи ЭЭГ использовался аппаратный режекторный фильтр, настроенный на частоту элек-тросети (50 Гц). Контроль качества и отбраковка записей осуществлялись следующим образом: Осуществлялась фильтрация сигнала с помощью фильтра высоких частот (частота отсечки 0.5 Гц). Использовался прямой фильтр Баттеруорта с ослаблением 48 ДБ/октаву.

Вручную удалялись нестандартные артефакты глазодвигательной и мышечной активности. С помощью встроенных программ системы Neuroscan удалялись стандартные артефакты глазодвига-тельной активности.

Целями разработанного метода непараметрического многофакторного анализа являются:

• Выявление (статистически значимого) влияния отдельных факторов, а также групп факторов на зна-чения заданных компактных статистических характеристик (средних, медиан) отдельных выборок X1,X2,…,Xn.
• Выявление (статистически значимого) взаимодействия факторов, а именно, влияния одних факторов на результаты влияния некоторых других факторов на значения заданных компактных статистических характеристик выборок.
• Выявление групп ансамблей (соответствующих некоторым подмножествам рассматриваемых значе-ний факторов), на которых проявляется (статистически значимое) влияние некоторых факторов или взаимодействие факторов.

Будем считать, что рассматриваемые ансамбли данных являются результатами полного факторного эксперимента (то есть, каждая комбинация факторов встречается в эксперименте хотя бы один раз , что соответствует постановке нейрофизиологического эксперимента). При этом рассматриваемые факторы являются факторами с повторными измерениями (измерения производятся для одних и тех же испытуемых, но при разных условиях или в разное время ). В дальнейшем, для иллюстрации разработанного метода анализа мы будем использовать ансамбли значений спектрограмм ЭЭГ, полученных в экспериментах с 16 взрослыми людьми (то есть, размер каждого отдельного ансамбля равен 16).

Предполагается, что для проведения анализа необходимо зафиксировать следующие условия:

1. Вид компактной статистической характеристики выборок данных (медиана, среднее и т.п.), на ко-торую влияют исследуемые факторы. От этого зависит, какие именно непараметрические методы мо-гут быть использованы для пáрного сравнения выборок. В частности, критерий знаков , и критерий парных сравнений Вилкоксона, пригодны для проверки нулевых гипотез о равенстве медиан гене-ральных совокупностей, в то же время предложенный авторами перестановочный метод позволяет проверять нулевые гипотезы о равенстве генеральных средних (математических ожиданий генераль-ных совокупностей).

2. Набор факторов (где k – количество факторов), влияние которых необходимо ис-следовать. При этом, в соответствии с методом визуализации, разработанным в составе метода НМА, необходимо выбрать один или два «выделенных» фактора, отображаемых с помощью специ-альных осей координат (эти факторы могут быть как бинарными, так и дискретными, однако в на-стоящее время в качестве выделенных принято использовать дискретные факторы «время» и «пара электродов»). Все остальные («дополнительные») факторы множества , если таковые есть, должны быть бинарными.

В случае если множество анализируемых факторов состоит только из выделенных факторов (одного или двух), метод НМА предполагает пáрное сравнение ансамблей данных, соответствующих всем возможным значениям факторов , с помощью заданного непараметрического метода. В случае если множество включает некоторые дополнительные факторы, анализ осуществляет-ся с помощью разработанного авторами метода анализа взаимодействия бинарных факторов.