STOCHASTIC PROCESSING OF CHAOTIC DYNAMICS OUTCOME OF BIOMECHANICAL PARAMETERS IN HUMAN
Abstract and keywords
Abstract (English):
The results of the stochastic analysis of postural tremor (as alleged involuntary movement) and tapping (as supposedly voluntary movement) are considered in a comparative perspective. It is proved that the stochastic analysis of the results of chaotic dynamics in tremorogramms and tapping does not give significant differences (absence of voluntariness). Typically, all samples are significantly different and it is impossible to distinguish subjects in their tremorogramms or tapingramm. The significant differences between sites of tremorogramms in terms of a normal distribution or a non-parametric distribution are demonstrated. A continuous variation of the distribution function is observed: parametric distribution shifts to non-parametric distribution, but among themselves they (distribution function) are all different. It is well known that the unpredicta-bility and continuing changes in the state are characteristic feature of chaos. The evidence of special kind of chaos in biosystems which differs significantly from the deterministic chaos of Tom – Ar-nold is given.

Keywords:
tapping, tremor, theory of chaos and self-organisation
Text

Столетие идёт дискуссия о возможности применения стохастического подхода в изучении параметров биомеханических систем. Сейчас очевидно, что функции распределения в описании тремора, теппинга или других видов движения не могут быть использованы. Более того нами многократно рассчитывались автокорреляционные функции A(t) и амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) треморограмм одного и того же человека. Множественные эксперименты, в которых замеряли тремор и теппинг для одного и того же испытуемого с многократным повторением эксперимента. Время регистрации тремора в любом таком одном эксперименте Т=5 сек (выполнялись исследования по 1 минуте). Затем производилось попарное сравнение отрезков треморограмм для каждой полученной выборки у этого одного испытуемого на предмет принадлежности всех этих выборок к общей генеральной совокупности у одного и того же испытуемого. Получить такие «совпадения» для тремора – задача очень сложная. Оказалось, что система регуляции тремора демонстрирует как непрерывную внутреннюю перенастройку, все изменяется, выборки относятся к разным генеральным совокупностям. Наблюдается хаос в регуляции тремора [1-4,6-8,14].

References

1. Vatamova S.N., Vokhmina Yu.V., Daya-nova D.D., Filatov M.A. Determinizm, stokhastika i teoriya khaosa-samoorganizatsii v opisanii statsionarnykh rezhimov slozhnykh biosistem. Slozhnost´. Razum. Post-neklassika.- 2013.- № 4.- S. 88.

2. Gavrilenko T.V., Vokhmina Yu.V., Dayanova D.D., Berestin D.K. Parametry kvaziattraktorov v otsenke statsionarnykh rezhimov biologicheskikh dinamicheskikh sistem s pozitsiy kompartmentno-klasternogo podkhoda. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy.- 2014.- T. 21, № 1.- S. 134-137.

3. Dayanova D.D., Berestin D.K., Vo-khmina Yu.V., Igumenov D.S. Modelirova-nie pokazateley funktsional´nykh sistem organizma cheloveka na osnove dvukhklaster-noy trekhkompartment-noy sistemy uprav-leniya. Vestnik novykh meditsinskikh tekh-nologiy.- 2014.- T. 21, № 4.- S. 7-10.

4. Dayanova D.D., Gavrilenko T.V., Vo-khmina Yu.V., Igumenov D.S. Stokhasticheskaya otsenka modeley khaoticheskoy dinamiki biologicheskikh sistem. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. Elektronnoe izdanie. 2014. №1. Publikatsiya 2-19 (data obrashcheniya 30.04.2014). URL: http://www.medtsu.tula.ru/ VNMT/Bulletin/E2014-1/4773.pdf. DOI:https://doi.org/10.12737/3861

5. Es´kov V.M., Braginskiy M.Ya., Kozlova V.V., Maystrenko E.V. Diagnosti-ka fiziologicheskikh funktsiy zhenshchin-plovtsov yugry metodom rascheta matrits mezhklasternykh rasstoyaniy. Sistemnyy analiz i upravlenie v biomeditsinskikh sistemakh.- 2010.- T. 9, № 3.- S. 500-504.

6. Es´kov V.M., Es´kov V.V., Gavri-lenko T.V., Vakhmina Yu.V. Kinematika bio-sistem kak evolyutsiya: statsionarnye rezhi-my i skorost´ dvizheniya slozhnykh sistem - complexity. Vestn. Mosk. un-ta. Ser. 3. Fiz. Astron.- 2015.- № 2.

7. Es´kov V.M., Es´kov V.V., Gavri-lenko T.V., Zimin M.I.Neopredelennost´ v kvantovoy mekhanike i biofizike slozhnykh sistem. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 3: Fizika. Astronomiya.- 2014.- № 5.- S. 41-46.

8. Es´kov V.M., Es´kov V.V., Filatova O.E., Khadartsev A.A. Osobye svoystva bio-sistem i ikh modelirovanie. Vestnik no-vykh meditsinskikh tekhnologiy.- 2011.- T. 18, № 3.- S. 331-332.

9. Es´kov V.M., Maystrenko V.I., Maystrenko E.V., Filatov M.A., Filato-va D.Yu. Issledovanie korrelyatsii pokaza-teley funktsional´noy asimmetrii polu-shariy golovnogo mozga s rezul´tatami uchebnoy deyatel´nosti uchashchikhsya. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy.- 2007.- T. XIV, № 3.- S. 205-207.

10. Es´kov V.M., Nanchenko E.A., Koz-lova V.V., Klimov O.V., Maystrenko E.V. Parametry kvaziattraktorov povedeniya vektora sostoyaniya organizma plovtsov. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy.- 2009.- T. 16, № 4.- S. 24-26.

11. Es´kov V.M., Filatova O.E., Kha-dartsev A.A., Khadartseva K.A. Fraktal´naya dinamika povedeniya chelovekomernykh sis-tem. Vestnik novykh meditsinskikh tekhno-logiy.- 2011.- T. 18, № 3.- S. 330-331.

12. Es´kov V.M., Khadartsev A.A., Kozlova V.V., Filatov M.A., Filatova O.E., Gavrilenko T.V., Es´kov V.V., Soko-lova A.A., Khimikova O.I., Bashkatova Yu.V., Berestin D.K., Vatamova S.N., Daya-nova D.D., Dzhumagalieva L.B., Kuznetsova V.N. Sistemnyy analiz, upravlenie i ob-rabotka informatsii v biologii i meditsi-ne Sistemnyy sintez parametrov funktsiy organizma zhiteley Yugry na baze neyro-komp´yutinga i teorii khaosa-samoorganizatsii v biofizike slozhnykh sistem.- Samara: Ofort, 2014.- 192 s.

13. Es´kov V.M., Khadartsev A.A., Filatova O.E., Khadartseva K.A., Litovchenko O.G. Problema otsenki effektivnosti lecheniya na osnove kinematicheskoy kharakteristiki vektora sostoyaniya organizma. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy.- 2015.- T. 22, №1.- S. 143-152. DOI:https://doi.org/10.12737/9096.

14. Kozupitsa G.S., Dayanova D.D., Bu-rykin Yu.G., Berestin D.K. Kompartment-no-klasternoe modelirovanie neoprede-lennostey v ramkakh determinizma. Slozh-nost´. Razum. Postneklassika.- 2014.- № 2.- S. 68-80.

15. Nifontova O.L., Burykin Yu.G., Maystrenko E.V., Khisamova A.V. Sistem-nyy analiz v sravnitel´noy otsenke antro-pometricheskikh pokazateley detey shkol´-nogo vozrasta Tyumenskogo severa. In-formatika i sistemy upravleniya.- 2010.- № 2.- S. 167-170.

16. Khadartsev A.A., Es´kov V.M., Fi-latova O.E., Khadartseva K.A. Pyat´ printsi-pov funktsionirovaniya slozhnykh sistem, sistem tret´ego tipa. Vestnik novykh me-ditsinskikh tekhnologiy. Elektronnoe izda-nie. 2015. №1. Publikatsiya 1-2. URL: http://www.medtsu.tula.ru/VNMT/Bulletin/E2015-1/5123.pdf (data obrashcheniya: 25.03.2015). DOI:https://doi.org/10.12737/10410

17. Churchland M. M., Cunningham J. P., Kaufmann M. T. Neural population dynam-ics during reaching. Nature.- 2012.- V. 487.- P. 51-56.

18. Eskov V.M., Eskov V.V., Bragins-kii M.Ya., Pashnin A.S. Determination of the degree of synergism of the human cardiorespi-ratory system under conditions of physical ef-fort. Measurement Techniques.- 2011.- T. 54, № 8.- R. 832-837.

19. Eskov V.M., Eskov V.V., Filato-va O.E. Medical and biological measurements: characteristic features of measurements and modeling for biosystems in phase spaces of states. Measurement Techniques.- 2011.- T. 53, № 12.- R. 1404-1410.

20. Eskov V.M., Filatova O.E. Respira-tory rhythm generation in rats: the importance of inhibition. Neurophysiology.- 1993.- T. 25, № 6.- R. 420.

21. Eskov V.M., Kulaev S.V., Po-pov Yu.M., Filatova O.E. Computer technolo-gies in stability measurements on stationary states in dynamic biological systems. Mea-surement Techniques.- 2006.- T. 49, № 1.- R. 59-65.

Login or Create
* Forgot password?