RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Математическая биология и биоинформатика // Архив

Матем. биология и биоинформ., 2021, том 16, выпуск 1, страницы 1–14 (Mi mbb454)

Эта публикация цитируется в 1 статье

Информационные и вычислительные технологии в биологии и медицине

Изучение восприятия письменной речи методом функциональной томографии по данным электроэнцефалографии

М. Н. Устининa, С. Д. Рыкуновa, А. И. Бойкоa, Е. Ф. Тарасовb, И. В. Журавлевb, М. А. Поликарповc, Т. А. Рябовcd, И. А. Филатовcd, А. Ю. Юреняcd, В. Я. Панченкоcd

a Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук, г. Москва, Россия
b Институт языкознания Российской академии наук, г. Москва, Россия
c Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», г. Москва, Россия
d Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия

Аннотация: Изучались спектральные и пространственные характеристики электроэнцефалограмм, регистрируемых при восприятии письменной речи. Для экспериментального исследования было сформировано четыре группы, содержащих по 100 слов: слова с положительной эмоциональной оценкой, слова с отрицательной эмоциональной оценкой, слова с конкретными значениями, и слова с абстрактными значениями. Для каждой группы с испытуемыми проводился отдельный эксперимент. Слова были представлены белым текстом на черном фоне, каждое слово предъявлялось в течение 1000 мс, после предъявления стимула следовала пауза длительностью 500 мс. Активность мозга регистрировалась при помощи электроэнцефалографа с 19 отведениями, расставленными по схеме 10–20. Для детального количественного анализа этой активности использовался метод функциональной томографии мозга по данным электроэнцефалографии. Этот метод опирается на преобразование Фурье многоканальных данных энцефалографии и локализацию отдельных спектральных компонент. Метод позволяет с высокой точностью выделить и устойчиво локализовать в пространстве различные спектральные особенности активности мозга, изучаемой в экспериментах по исследованию речи. Анализировалась полоса частот от 8 до 30 Гц, для всех спектральных компонент в этой полосе была решена обратная задача в приближении эквивалентного токового диполя в однослойном сферическом проводнике, без каких-либо ограничений положения источника. В результате были построены трехмерные карты активности – функциональные структуры мозга. Представление этих функциональных структур на магнитно-резонансной томограмме позволяет изучать частотные и пространственные особенности откликов на различные речевые стимулы.

Ключевые слова: восприятие речи, эмоционально окрашенные слова, абстрактные и конкретные слова, электроэнцефалография, преобразование Фурье, обратная задача, функциональная структура мозга.

Материал поступил в редакцию 18.11.2020, 29.12.2020, опубликован 11.01.2021

DOI: 10.17537/2021.16.1



© МИАН, 2024