清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Quantification of Brain Macrostates Using Dynamical Nonstationarity of Physiological Time Series

动力系统理论 统计物理学 非线性动力系统 计算机科学 非线性系统 系列(地层学) 人工智能 噪音(视频) 物理 神经科学 心理学 生物 量子力学 图像(数学) 古生物学
作者
Charles Latchoumane,Jaeseung Jeong
出处
期刊:IEEE Transactions on Biomedical Engineering [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:58 (4): 1084-1093 被引量:16
标识
DOI:10.1109/tbme.2009.2034840
摘要

The brain shows complex, nonstationarity temporal dynamics, with abrupt micro- and macrostate transitions during its information processing. Detecting and characterizing these transitions in dynamical states of the brain is a critical issue in the field of neuroscience and psychiatry. In the current study, a novel method is proposed to quantify brain macrostates (e.g., sleep stages or cognitive states) from shifts of dynamical microstates or dynamical nonstationarity. A "dynamical microstate" is a temporal unit of the information processing in the brain with fixed dynamical parameters and specific spatial distribution. In this proposed approach, a phase-space-based dynamical dissimilarity map (DDM) is used to detect transitions between dynamically stationary microstates in the time series, and Tsallis time-dependent entropy is applied to quantify dynamical patterns of transitions in the DDM. We demonstrate that the DDM successfully detects transitions between microstates of different temporal dynamics in the simulated physiological time series against high levels of noise. Based on the assumption of nonlinear, deterministic brain dynamics, we also demonstrate that dynamical nonstationarity analysis is useful to quantify brain macrostates (sleep stages I, II, III, IV, and rapid eye movement (REM) sleep) from sleep EEGs with an overall accuracy of 77%. We suggest that dynamical nonstationarity is a useful tool to quantify macroscopic mental states (statistical integration) of the brain using dynamical transitions at the microscopic scale in physiological data.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
LINDENG2004完成签到 ,获得积分10
6秒前
科研通AI6.2应助echochan采纳,获得30
9秒前
FeelingUnreal完成签到,获得积分10
15秒前
GHOSTagw完成签到,获得积分10
19秒前
1分钟前
OK应助Axel采纳,获得200
1分钟前
SHUI发布了新的文献求助10
1分钟前
随心所欲完成签到 ,获得积分10
1分钟前
125mmD91T完成签到,获得积分10
1分钟前
默默无闻完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
silence完成签到,获得积分10
2分钟前
OK应助Axel采纳,获得200
2分钟前
严伟完成签到 ,获得积分10
3分钟前
朴素海亦完成签到 ,获得积分10
3分钟前
4分钟前
echochan发布了新的文献求助30
4分钟前
4分钟前
非法所得完成签到 ,获得积分10
5分钟前
6分钟前
xiaoblue完成签到,获得积分10
6分钟前
北枳完成签到,获得积分10
7分钟前
完美世界应助ling361采纳,获得10
7分钟前
7分钟前
ling361发布了新的文献求助10
7分钟前
月下荷花完成签到 ,获得积分10
7分钟前
李志全完成签到 ,获得积分10
8分钟前
上官若男应助ling361采纳,获得10
8分钟前
两个榴莲完成签到,获得积分0
8分钟前
8分钟前
ling361发布了新的文献求助10
8分钟前
葱姜蒜辣椒香菜我全要完成签到,获得积分10
9分钟前
10分钟前
科研通AI6.1应助echochan采纳,获得30
10分钟前
淡然的新晴完成签到 ,获得积分10
11分钟前
11分钟前
echochan完成签到,获得积分10
11分钟前
12分钟前
echochan发布了新的文献求助30
12分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
Rehabilitation of Long-Standing Groin Pain in Athletes: A Scoping Review of Exercise Content and Reporting 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6573743
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8351301
关于积分的说明 17888433
捐赠科研通 5705809
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2945710
邀请新用户注册赠送积分活动 1921639
关于科研通互助平台的介绍 1800989