Математическое моделирование непроизвольных движений в норме и при патологии

Дерпак В. Ю.; Полухин В. В.; Еськов Валерий Матвеевич; Пашнин А.  С.

doi:10.12737/12002

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕПРОИЗВОЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ В НОРМЕ И ПРИ ПАТОЛОГИИ Математическое моделирование непроизвольных движений в норме и при патологии

АА Аа

Опубликовано в Сложность. Разум. Постнеклассика · Том 4, Номер 2 · Страницы 75–86 · Рубрика: Математика в описании хаоса и синергетических систем

DOI: https://doi.org/10.12737/12002

Получено: 02.07.2015 Одобрено: 02.07.2015 Опубликовано: 02.07.2015 Язык публикаций: RUS

Авторы

ДЕ

Дерпак В. Ю.

ПО

Полухин В. В.

ЕС

Еськов Валерий Матвеевич

ПА

Пашнин А. С.

ДЕ

Дерпак В. Ю.

ПО

Полухин В. В.

ЕС

Еськов Валерий Матвеевич

ПА

Пашнин А. С.

АННОТАЦИЯ

Проблема произвольных и непроизвольных движений остается дискуссионной более 150 лет. Традиционно тремор считался непроизвольным движением, а теппинг – произвольным. Реальный стохастический и хаотический анализ этих двух типов движения показывает их как хаотические движения (непроизвольные по результатам испытания, а не по наличию цели). Вводятся новые критерии для разделения этих двух типов движения в виде матриц парных сравнений выборок треморограмм и теппинграмм. Представлены модели эволюции тремора в режиме трёх переходов: нормальный постуральный тремор, тремор при болезни Паркинсона и переход к ригидной форме заболевания. Производится сравнение модельных данных и наблюдений над больными. Кроме этого предлагается расчёт параметров квазиаттракторов этих двух типов движений, которые обеспечивают идентификацию различий физиологического состояния испытуемых. Демонстрируются конкретные примеры изменения параметров матриц парных сравнений и квазиаттракторов при внешних возмущениях регуляции конечности испытуемых.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

тремор, произвольность, квазиаттракторы, матрицы.

Текст

Введение. Проблема моделирования сложных биосистем (complexity) является актуальной проблемой естествознания в целом и биомеханики в частности. Последние 50 лет идет активная дискуссия вокруг самого определения «сложность». Считается, что постуральный тремор и теппинг всегда рассматривались как примеры непроизвольных и произвольных движений соответственно. Однако, с позиций биомеханики и теории хаоса – самоорганизации (ТХС) оба этих движения не могут числиться произвольными, т.к. они с механической точки зрения и с позиций ТХС выполняются непроизвольно, их характеристики (треморограмм и теппинграмм) уникальны и неповторимы. Для моделирования таких сложных систем мы сейчас применяем компартментно-кластерную теорию биосистем (ККТБ) [1,15-17]. Любые сложные биологические динамические системы (БДС), образующие организм человека, популяции животных или биосферу Земли в целом являются уникальными и невоспроизводимыми точно системами. С точки зрения детерминистского подхода многократное повторение любого такого процесса должно обеспечивать идентификацию моделей БДС в фазовом пространстве состояний (ФПС). Однако, если биосистемы точно воспроизвести невозможно, то мы переходим к стохастике, т.е. к определению статистической функции распределения биопроцесса f(x). При этом и стохастика всегда требует повторения начальных параметров процесса, в котором его конечный результат все-таки будет флуктуировать около среднего значения. В этом случае мы всегда имеем неравномерное распределение случайной величины в отличие от активно разрабатываемой теории хаоса, где принято считать, что конечное состояние системы может быть представлено равномерным распределением значений всех параметров xi для вектора состояния системы (ВСС), x=x(t)= (x1, x2, …, xm)T, описывающую сложную БДС. В стохастике такой ВСС x(t) должен иметь повторяющееся начальное значение x(t0) и функцию распределения f(x) для всех конечных состояний x(tк). Если x(t0) воспроизвести невозможно, то стохастический подход применять нельзя (нет повторений испытаний, система уникаль

1. Ведясова О.А., Еськов В.М., Филатова О.Е. Системный компартментно-кластерный анализ механизмов устойчивости дыхательной ритмики млекопитающих. Монография; Российская акад. наук, Науч. совет по проблемам биологической физики. Самара, 2005.- 198 с.

2. Гавриленко Т.В., Вохмина Ю.В., Даянова Д.Д., Берестин Д.К. Параметры квазиаттракторов в оценке стационарных режимов биологических динамических систем с позиций компартментно-кластерного подхода // Вестник новых медицинских технологий.- 2014.- Т. 21, № 1.- С. 134-137.

3. Гавриленко Т.В., Еськов В.М., Хадарцев А.А., Химикова О.И., Соколова А.А. Новые методы для геронтологии в прогнозах долгожительства коренного населения Югры // Успехи геронтологии.- 2014.- Т. 27, № 1.- С. 30-37.

4. Даянова Д.Д., Гавриленко Т.В., Вохмина Ю.В., Игуменов Д.С. Стохастическая оценка моделей хаотической динамики биологических систем // Вестник новых медицинских технологий. Электронное издание.- 2014.- №1.- Публикация 2-19.- URL: http://www.medtsu.tula.ru/VNMT/ Bulletin/E2014-1/4773.pdf. DOI:https://doi.org/10.12737/3861

5. Даянова Д.Д., Берестин Д.К., Вохмина Ю.В., Игуменов Д.С. Моделирование показателей функциональных систем организма человека на основе двухкластерной трёхкомпартментной системы управления // Вестник новых медицинских технологий.- 2014.- Т. 21, № 4.- С. 7-10. DOI:https://doi.org/10.12737/7259

6. Еськов В.М., Назин А.Г., Русак С.Н., Филатова О.Е., Хадарцева К.А. Системный анализ и синтез влияния динамики климато-экологических факторов на заболеваемость населения севера РФ // Вестник новых медицинских технологий.- 2008.- Т. 15, № 1.- С. 26-29.

7. Еськов В.М., Хадарцев А.А., Еськов В.В., Филатова О.Е. Флуктуации и эволюции биосистем - их базовые свойства и характеристики при описании в рамках синергетической парадигмы // Вестник новых медицинских технологий.- 2010.- Т. 17, № 1.- С. 17-19.

8. Еськов В.М., Еськов В.В., Козлова В.В., Филатов М.А. Способ корректировки лечебного или физкультурно-спортивного воздействия на организм человека в фазовом пространстве состояний с помощью матриц расстояний // патент на изобретение RUS 2432895 от 09.03.2010 г.

9. Еськов В.М., Еськов В.В., Филатова О.Е. Способ корректировки лечебного или лечебно-оздоровительного воздействия на пациента // патент на изобретение RUS 2433788 от 01.02.2010 г.

10. Еськов В.М., Хадарцев А.А., Еськов В.В., Гавриленко Т.В., Филатов М.А. Complexity - особый тип биомедицинских и социальных систем // Вестник новых медицинских технологий.- 2013.- Т. 20, № 1.- С. 17-22.

11. Еськов В.М., Филатова О.Е., Хадарцев А.А., Еськов В.В., Филатова Д.Ю. Неопределенность и непрогнозируемость-базовые свойства систем в биомедицине // Сложность. Разум. Постнеклассика.- 2013.- № 1.- С. 67-82.

12. Еськов В.М., Хадарцев А.А., Козлова В.В., Филатов М.А. Системный анализ, управление и обработка информации в биологии и медицине. Системный синтез параметров функций организма жителей Югры на базе нейрокомпьютинга и теории хаоса-самоорганизации в биофизике сложных систем.- Самара: Офорт, 2014.- 192 с.

13. Еськов В.М., Еськов В.В., Гавриленко Т.В., Зимин М.И.Неопределенность в квантовой механике и биофизике сложных систем // Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия.- 2014.- № 5.- С. 41-46.

14. Еськов В.М., Еськов В.В., Гавриленко Т.В., Вахмина Ю.В. Кинематика биосистем как эволюция: стационарные режимы и скорость движения сложных систем - complexity // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон.- 2015.- № 2.- С. 62-73.

15. Козлова В.В., Климов О.В., Майстренко Е.В., Умаров Э.Д. Корректировка лечебного или физкультурно-спортивного воздействия на организм человека в фазовом пространстве состояний с помощью матриц расстояний // Вестник новых медицинских технологий.- 2011.- Т. 18, № 3.- С. 333-334.

16. Eskov V.M., Filatova O.E. Respiratory rhythm generation in rats: the importance of inhibition // Neurophysiology.- 1993.- V. 25, № 6.- Р. 420.

17. Eskov V.M., Kulaev S.V., Popov Yu.M., Filatova O.E. Computer technologies in stability measurements on stationary states in dynamic biological systems // Measurement Techniques. 2006. V. 49. № 1. Р. 59-65.

18. Eskov V.M., Eskov V.V., Braginskii M.Ya., Pashnin A.S. Determination of the degree of synergism of the human cardiorespiratory system under conditions of physical effort // Measurement Techniques. 2011. V. 54. № 8. Р. 832-837.

19. Eskov V. M. Evolution of the emergent properties of three types of societies: The basic law of human development, Emergence // Complexity and Self-organization.- 2014.- V. 16, №2.- P. 107-115.

20. Eskov V.M., Eskov V.V., Gavrilenko T.V., Zimin M.I. Uncertainty in quantum mechanics and biophisics of complex systems // Moskow University Physics Bulletin.- 2014.- V. 5.- P. 41-46.

JATS XML

Главный редактор, председатель редколлегии

ГОСТ

Дерпак В. Ю., Полухин В. В., Еськов В. М., Пашнин А. С. Математическое моделирование непроизвольных движений в норме и при патологии // Сложность. Разум. Постнеклассика. 2015. № 2. С. 75-86. DOI: https://doi.org/10.12737/12002. (дата обращения: 12.10.2026).

MLA

Дерпак В. Ю., Полухин В. В., Еськов В. М., Пашнин А. С.. "Математическое моделирование непроизвольных движений в норме и при патологии." Сложность. Разум. Постнеклассика 4.2 (2015): 75-86. DOI: https://doi.org/10.12737/12002.

APA

Дерпак В. Ю., Полухин В. В., Еськов В. М., Пашнин А. С. (2015). Математическое моделирование непроизвольных движений в норме и при патологии. Сложность. Разум. Постнеклассика, 4(2), 75-86. https://doi.org/10.12737/12002

Chicago

Дерпак В. Ю., Полухин В. В., Еськов В. М., Пашнин А. С.. "Математическое моделирование непроизвольных движений в норме и при патологии." Сложность. Разум. Постнеклассика 4, no. 2 (2015): 75-86. https://doi.org/10.12737/12002.

WIKI

{{cite journal | author = Дерпак В. Ю., Полухин В. В., Еськов В. М., Пашнин А. С. | title = Математическое моделирование непроизвольных движений в норме и при патологии | journal = Сложность. Разум. Постнеклассика | year = 2015 | volume = 4 | issue = 2 | pages = 75-86 | doi = 10.12737/12002 }}

Скопировать

Экспорт: BibTeX EndNote RefMan RusMARC

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕПРОИЗВОЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ В НОРМЕ И ПРИ ПАТОЛОГИИ Математическое моделирование непроизвольных движений в норме и при патологии

Подтверждение