Analysis of multifractality of various components of electroencephalograms in mental disorders

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The method of finding maxima of the moduli of the wavelet coefficients was used to perform a comparative analysis of the multifractality of various components of electroencephalograms in normal conditions and in mental disorders such as schizophrenia and depression. It is shown that for each type of mental disorders, the position of the singularity spectrum is stable in most areas of the brain, and the main differences between multifractal properties are associated with the alpha components of electroencephalograms. The group of individuals affected with depression is characterized by anticorrelated dynamics of successive values of the alpha components, and the group of individuals with schizophrenia is characterized by a combination of anticorrelated and correlated dynamics, thus, it can be useful for the clinical diagnosis of neuronal disorders.

About the authors

O. E Dick

Pavlov Institute of Physiology, Russian Academy of Sciences

Email: dickviola@gmail.com
St. Petersburg, Russia

References

  1. A. Eke, P. Hermann, L. Kocsis, et al., Physiol. Meas., 23 (1), 1 (2002).
  2. P. A. Watters and F. Martin, Biol. Psychol., 66, 79 (2004).
  3. D. Popivanov, V. Stomonyakov, Z. Minchev, et al., Biol. Cybernetics, 94, 149 (2006).
  4. M. A. Qianli, N. Xinba, W. Jun, et al., Chinese Sci. Bulletin, 51, 3059 (2006).
  5. A. M. Wink, E. Bullmore, A. Barnes, et al., Human Brain Mapping, 29, 791 (2008).
  6. M. Nurujjaman, R. Narayanan, S. Iyengar, Nonlinear Biomed. Physics, 3, 6 (2009).
  7. O. E. Dick and I. A. Mochovikova, in Chaos Theory: Modeling, Simulation and Applications, Ed. by C.H. Skiadas, I. Dimotikalis and C. Skiadas (World Scientific Publ., 2011), pp. 159-166.
  8. O. E. Dick and I. A. Svyatogor, Neurocomputing, 82, 207 (2012).
  9. O. E. Dick and I. A. Svyatogor, Neurocomputing, 165, 361 (2015).
  10. E. A. Ihlen, Front. Physiol., 3, 141 (2012).
  11. B. S. Raghavendra, D. N. Dutt, H. N. Halahalli, et al., Physiol. Measur., 30 (8),795 (2009).
  12. W. Wang, S. Zhang, and X. Ning, Chinese Biomed. Engineer. Trans., 23, 511 (2004).
  13. J. Suckling, A. M. Wink, F. A. Bernard, et al., J. Neurosci. Methods, 174, 292 (2008).
  14. P. Mukli, Z. Nagy, F. S. Racz, et al., Front. Physiol., 9, 1072 (2018).
  15. R. Sassi, M. G. Signorini, and S. Cerutti, Chaos, 19, 028507 (2009).
  16. N. Scafetta, R. E. Moon, and B. J. West, Complexity, 12, 12 (2007).
  17. O. E. Dick, Neurocomputing, 243, 142 (2017).
  18. О. Е. Дик, Биофизика, 66 (3), 1 (2021).
  19. P. C. Ivanov, L. A. Amaral, A. L. Goldberger, et al. Nature, 399, 461 (1999).
  20. А. Н. Павлов и В. С. Анищенко, Успехи физ. наук, 177, 859 (2007).
  21. T. Takahashi, H. Kosaka, T. Murata, et al., Psych. Res. Neuroimaging, 171, 177 (2009).
  22. F. S. Racz, K. Farkas, O. Stylianou, et al., Brain Behav., 11, 181 (2021).
  23. T. Takashi Ozaki, A. Toyomaki, N. Hashimoto, et al., Clin. Psychopharmacol. Neurosci., 19, 313 (2021).
  24. J. F. Muzy, E. Bacry, and A. Arneodo, Phys. Rev., 47, 875 (1993).
  25. A. L. Goldberger, L. A. N. Amaral, L. Glass, et al., Circulation, 101 (23):215 (2009).
  26. A. Arneodo, E. Bacry, and J. F. Muzy, Physica A, 213, 232 (1995).
  27. O. E. Dick, S. V. Murav'eva, V. S. Lebedev, et al., Front. Physiol., 13, 1 (2022).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».