БАГАТООСЦИЛЯТОРНЕ ГІБРИДНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ЕЕГ-СИГНАЛІВ: ВПЛИВ ТОПОЛОГІЇ МЕРЕЖІ ТА РОЗМІРНОСТІ МОДЕЛІ НА СПЕКТРАЛЬНІ, МОРФОЛОГІЧНІ ТА СИНХРОНІЗАЦІЙНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Анотація

У роботі кількісно оцінено, як кількість осциляторів і топологія зв’язків впливають на відтворення експериментальних ЕЕГ-сигналів щурів у ділянках без епілептиформної активності та в епілептиформних ділянках. Синтетичні ЕЕГ-подібні сигнали формували багатоосциляторною моделлю з Epileptor-подібною локальною динамікою. Розглянуто N = 1, 10, 50, 100, 500, 1000 і 5000 осциляторів; для мережевих режимів використано all-to-all та ring-топології. Експериментальні й синтетичні сигнали порівнювали за однаковими спектральними, морфологічними, синхронізаційними та ознаковими метриками. Найбільшу широкосмугову PSD-подібність отримано для N = 1: 0,848 для ділянок без епілептиформної активності та 0,838 для епілептиформних ділянок. Морфологічна подібність у цьому режимі становила 0,537 і 0,782 відповідно. Для δ-діапазону кращі значення дала ring-топологія: 0,441 при N = 5000 та 0,348 при N = 500. Максимальне γ/HF-узгодження становило 0,900 для епілептиформної активності в режимі all-to-all, N = 100. Локальний порядок у ring-топології зростав із N і досягав 1,000 при N = 1000-5000. Узгодженість знаку провідних ознак не перевищувала 0,042, а рангова кореляція була від -0,951 до -0,811. Отже, модель добре відтворює окремі спектральні, морфологічні та синхронізаційні властивості ЕЕГ, але потребує подальшого калібрування для відтворення повного напряму міжкласових відмінностей.