Поступила: 20.12.2015
Принята к публикации: 27.12.2015
Дата публикации в журнале: 06.07.2016
Страницы: 45-52
DOI: 10.11621/npj.2016.0106
Ключевые слова: тремор; хаос; энтропия; квазиаттракторы; холодовой стресс
Доступно в on-line версии с: 06.07.2016
Еськов В. М., Филатов М.А., Зинченко Ю.П., Стрельцова Т.В. Стресс-реакция на холод: энтропийная и хаотическая оценка.. // Национальный психологический журнал 2016. № 1. c.45-52. doi: 10.11621/npj.2016.0106
Скопировано в буфер обмена
СкопироватьВозникновение психофизиологических реакций на локальное охлаждение (кисти) в виде изменения параметров треморограмм изучалось с позиций теории хаоса-самоорганизации и расчета энтропий Шеннона. Показывается эффективность такого подхода для количественной оценки эффекта Еськова-Зинченко в биомеханике. Рассматривается динамика поведения параметров квазиаттракторов и значений энтропий для треморограмм в режиме многократных (N = 225) повторений опытов у одного испытуемого. Доказывается почти полное совпадение энтропии площади квазиаттракторов по 15-ти выборкам в каждой из 15-ти серий треморограмм. Это подобно детерминированному хаосу при инвариантности мер в оценке реальных аттракторов Лоренца. Стрессовое воздействие (5 мин. охлаждение конечности в воде при t = 5 ºС) не вызывает существенного изменения параметров энтропий Е для треморограмм всех трёх групп испытуемых при их сравнении с исходным (спокойным) состоянием. Высказывается необходимость применения других критериев оценки холодового стресса в психофизиологии. Такие новые подходы сейчас нами выполняются в рамках теории хаоса-самоорганизации. В итоге мы получили отсутствие изменений параметров энтропии Е, но при этом параметры квазиаттракторов (S) для треморограмм изменялись существенно. Это доказывает уникальность теории хаоса-самоорганизации и открывает новые возможности использования этой новой теории в психологии и психофизиологии. Объективная оценка стресс – реакции человека на внешние агенты – очень сложная задача для количественного описания и моделирования. В рамках теории хаоса – самоорганизации это сейчас становится возможным. В этом случае эффект Еськова-Зинченко будет регистрироваться только с позиций квазиаттракторов и матриц парного сравнения выборок с расчётом числа совпадений k.
Эффект Н.А. Бернштейна по выявлению особенностей организации движений с позиций «повторение без повторений», открыл новую эпоху в изучении сложных систем – complexity. До настоящего времени этот эффект никем так и не был изучен и несмоделирован. Постуральный тремор сейчас с позиций новой, разрабатываемой нами теории хаоса-самоорганизации (ТХС) реально представляет наглядный пример организации движений без повторений (Еськов, 2015, 2016а, 2016б; Майстренко, 2009; Русак, 2014; Филатова, 2015). Эта проблема сейчас нами расширена до понимания произвольных и непроизвольных движений и роли хаоса в организации любых видов движения (Гавриленко, 2013, 2015; Добрынина, 2015; Дудин, 2011; Еськов, 2013, 2015). Одновременно, такой подход может служить связующим звеном при переходе от движения физического к движению абстрактному в фазовом пространстве состояний (ФПС) вектора состояния x = x(t) = (x1, x2, …, xm)T любой биомеханической системы. В настоящее время хаотические биомеханические системы обычно представляют в рамках детерминированного хаоса как особый вид движения, которое совершенно некорректно описывать в рамках традиционной статистики, столь широко распространённой в психологии (Адайкин, 2007; Ануфриев, 2008; Гавриленко, 2013; Еськов, 2004).
Попытки построения детерминистских и стохастических моделей в изучении биомеханических процессов (в частности теппинга или тремора) неизбежно приводят к изучению возможности моделирования хаотической динамики и постурального тремора, и теппинга. При этом возникает одна из фундаментальных задач психологии: чем произвольное движение отличается от непроизвольного? Ответ на этот вопрос касается и психологов, и физиологов, что сближает позиции этих двух наук. Решение этой проблемы – ключ к пониманию особенностей гомеостаза и эволюции любых биосистем – complexity (Еськов, 2004, 2010а, 2010б, 2012, 2013), в нашем случае речь идёт о психологическом гомеостазе как сохранении стабильного психического состояния.
В новом эффекте Еськова-Зинченко численно доказывается почему любой интервал треморограммы (ТМГ) будет уникальным и неповторимым. Это описывается в эффекте Еськова – Зинченко не только для выборок ТМГ, но и их амплитудно-частотных характеристик (АЧХ), автокорреляционных функций A(t) и фрактальных размерностей. Иными словами, ТМГ и ее любой участок будут уникальны и неповторимы, а любой анализ этого участка с позиции стохастического подхода будет применим только для конкретного интервала времени Δt1. В другой момент времени все статистические параметры будут другими и, соответственно, мы будем получать другие результаты стохастического анализа как ТМГ, так и других видов движения (на других интервалах времени Δt2, Δt3,…, Δtn) (Гавриленко, 2013, 2015; Добрынина, 2015; Дудин, 2011; Еськов, 2013, 2015; Еськов, 2012, 2013, 2015а, 2015б, 2016а, 2016б).
Все статистические характеристики любых движений будут показывать разные статистические функции f(x), разные их АЧХ, A(t), другие характеристики. Тогда возникает базовый вопрос: может ли сознание человека точно управлять процессом движения (или где граница произвольности?) и какова роль ВНД? Ответы на эти вопросы для психологии имеют фундаментальное значение. Это понимал Н.А. Бернштейн, но количественное изучение движений «без повторений» было сделано только в наше время (Ануфриев, 2008; Гавриленко, 2013; Еськов, 2016; Филатова, 2015).
1. Оценка статичности тремора в рамках энтропийного подхода
Исследования проводились на базе Сургутского государственного университета (СурГУ) в период 2014 – 2015 годах. Во все три группы входили студенты СурГУ (мужского и женского пола), средний возраст 21 год в каждой группе (студенты старших курсов).
Сразу отметим, что при квантовании треморограмм мы получали некоторые выборки координат x1 = x 1(t), которые представляли положение пальца в пространстве по отношению к датчику регистрации координаты xi (положение пальца в пространстве). Регистрировался набор дискретных величин xi, т.е. выборок треморограмм xi, как непрерывно изменяющихся координат. Эти выборки xi для каждого интервала Δtj (j = 1, 2, …, n, где n = 15 обычно в наших исследованиях) статистически обрабатывались. Далее x1(t) дифференцировался, т.е. находилась скорость движения конечности x2(t) = dx1/dt и получался вектор x(t) = (x1, x2)T, в таком двумерном фазовом пространстве. Причём x1 и скорость x2 с позиций физики образовывали сопряжённые координаты (Гавриленко, 2013; Еськов, 2016а, 2016б) для некоторого вектора x = x(t) = (x1, x2)T в двумерном фазовом пространстве состояний (ФПС).
Рис 1. Схема биоизмерительного комплекса регистрации тремора и теппинга
Вся установка включала в себя токовихревой датчик (1), усилители сигнала, аналого-цифровой преобразователь – АЦП и ЭВМ, которая кодировала и сохраняла информацию для каждого интервала Δtj в виде отдельных файлов (выборок xi) с реальной длительностью T = 5 сек для каждой треморограммы. Металлическая пластина (2), которая крепилась к пальцу, обеспечивала регистрацию Δxi с точностью, 0,1 мм в частном диапазоне от 0 Гц до 1000 Гц, что весьма затруднительно для акселерометрических датчиков (или других типов регистраторов).
В целом, мы сейчас говорим о высокоточной регистрации как по х1, так и по частотному диапазону, что позволяет оперировать координатой х1 и скоростью х2 с высокой точностью (сравнительно с другими работами). Для обработки полученных файлов (выборок х1 и х 2 = х 2(t)) первоначально использовались методы статистики (Statistica – 6) для получения статистических функций f(x) (обычно это были непараметрические распределения) а затем определяли АЧХ и A(t). Одновременно рассчитывались площади квазиаттракторов вектора x(t) = (x1, x2)T, в виде S = Δx1· Δx2, где Δx1 – вариационный размах треморограммы.
Одновременно использовался один из методов стохастики, широко применяемой в теории информации и термодинамике, в виде расчета значения энтропии Шеннона. Энтропия Шеннона связана с распределением вероятностей амплитуд колебаний движения. Фактически, это мера упорядоченности выборок xi – компонент вектора состояния системы x(t) в фазовом пространстве состояний (ФПС). Характерно, что для странных аттракторов их f(x) для разных Δtj получаются практически одинаковыми, что для ТМГ невозможно в принципе и это (неповторяемость f(x), АЧХ и A(t)) составляет сейчас основу эффекта Еськова-Зинченко (Еськов, 2015; Еськов, 2004, 2010, 2012, 2013, 2015а, 2015б).
Формальное определение энтропии для независимых случайных событий x с n возможными состояниями (от 1 до n, p – функция вероятности) рассчитывается по формуле:
где p – функция вероятности. Для равномерного распределения (как мы проверили экспериментально) обычно число k повторов выборок Е бывает k ≈ 98 %, что отлично от ТМГ при расчёте выборок в режиме неизменного психического и физиологического гомеостаза. Отдельно, нами производилось сравнение значений Е с особенностями функциональных состояний испытуемых. Это делалось для учёта возможных влияний высшей нервной деятельности (ВНД) на параметры ТМГ (Еськов, 2012, 2013, 2015а, 2015б, 2016а, 2016б).
Главное во всех наших исследованиях – это многочисленные повторы измерений у одного и того же человека, находящегося в условиях одинакового или разного гомеостаза. При этом можно считать, что психическое состояние испытуемого не изменяется во всех 15-ти сериях повторов (по 15-ти выборок ТМГ в каждой серии), т.е. мы можем говорить о сохранении одинакового психического гомеостаза (ПГ). Разработка критериев идентификации ПГ и составляет основу наших всех усилий, т.е. разработки и применении ТХС в психологии. Итого, в первой части исследования мы имели всего 225 выборок (по 15 серий). Для каждого испытуемого, находящегося в условиях разной адаптации к холодовым воздействиям (1-я группа без закаливания, 2-я группа – 1 год и 3-я группа – 2 года закаливания), в качестве теста было предложено погружение в воду с t = 4 0С. Результаты таких испытаний (для одного человека) представлены в табл. 1, где мы демонстрируем матрицу статистической обработки поведения площади S квазиаттракторов измеряемых треморограмм всех 15-ти серий испытаний до предъявления стресс-агента (охлаждения) (Добрынина, 2015; Дудин, 2011; Еськов, 2013, 2015; Еськов, 2004, 2016а, 2016б, Майстренко, 2009).
Эти многократные повторы с одной стороны выполняли требования «повторений» Н.А. Бернштейна (в его эффекте «повторение без повторений») и позволяли оценить количественно устойчивость параметров ТМГ, оценить само понятие психического гомеостаза – ПГ, насколько этот гомеостаз статичен с позиций традиционной стохастики. В табл. 1 мы представляем результаты расчёта всех 15- ти серий измерений S для квазиаттракторов по 15-ти выборкам в каждой серии. Итого мы имеем 225 разных (!) выборок значений площади квазиаттракторов S для одного и того же испытуемого. Такое многократное повторение опытов с испытуемым, находящимся в одном гомеостазе, раскрывает нам сущность самого психического гомеостаза (ПГ) и особенности поведения квазиаттракторов при одинаковом гомеостазе. Это составляет основу первой части наших исследований в области устойчивости параметров квазиаттракторов для одного ПГ испытуемого.
№ |
S1 |
S2 |
S3 |
S4 |
S5 |
S6 |
S7 |
S8 |
S9 |
S10 |
S11 |
S12 |
S13 |
S14 |
S15 |
1 |
1.57 |
3 |
2.46 |
4.13 |
1.07 |
1.94 |
1.37 |
2.86 |
1.74 |
1.02 |
1.24 |
1.05 |
1.56 |
0.55 |
0.14 |
2 |
1.33 |
1.34 |
2.72 |
2 |
2.2 |
1.99 |
0.81 |
3.27 |
1.9 |
2.2 |
1.53 |
1.31 |
2.59 |
1.43 |
5.78 |
3 |
1.7 |
1.61 |
1.89 |
3.99 |
1.6 |
0.79 |
1.49 |
1.99 |
1.88 |
1.86 |
1.45 |
1.35 |
4.83 |
0.55 |
9.38 |
4 |
1.17 |
1.36 |
4.36 |
2.22 |
1.64 |
1.61 |
1.01 |
1.46 |
1.6 |
2.26 |
2.86 |
1.47 |
2.03 |
1.03 |
3.48 |
5 |
0.87 |
1.34 |
3.06 |
1.5 |
3.16 |
1.04 |
1.26 |
4.82 |
1.3 |
1.07 |
1.31 |
1.91 |
1.9 |
1.24 |
3 |
6 |
2.93 |
1.5 |
2.82 |
1.06 |
4.07 |
1.08 |
1.13 |
6.79 |
1.69 |
1.8 |
1.17 |
3.84 |
2.7 |
1.51 |
3.8 |
7 |
2.08 |
1.86 |
5.49 |
1.25 |
3.33 |
5.96 |
0.51 |
2.56 |
0.98 |
1.62 |
1.48 |
1.78 |
1.6 |
0.93 |
2.52 |
8 |
0.89 |
4.2 |
2 |
1.32 |
1.9 |
3.63 |
0.98 |
1.94 |
1.24 |
1.1 |
0.50 |
1.2 |
0.97 |
2.07 |
4.17 |
9 |
0.79 |
1.74 |
2.76 |
1.06 |
1.1 |
1.82 |
0.73 |
1.49 |
1.67 |
1.35 |
0.83 |
1.39 |
0.90 |
1.42 |
4.67 |
10 |
2.03 |
1.65 |
1.42 |
1.94 |
0.56 |
2.15 |
0.79 |
2 |
1.25 |
2.72 |
0.46 |
1.3 |
1.95 |
0.49 |
4.22 |
11 |
3.31 |
2.75 |
2.88 |
1.81 |
2.22 |
1.46 |
2.05 |
3.54 |
2.82 |
1.39 |
0.79 |
3.15 |
0.96 |
2.21 |
0.90 |
12 |
0.97 |
1.55 |
1.25 |
0.85 |
1.86 |
0.85 |
1.02 |
1.42 |
1.79 |
2.02 |
1.63 |
2.57 |
1.29 |
1.19 |
6.22 |
13 |
1.31 |
0.73 |
3.78 |
1.17 |
1.54 |
1.15 |
1.42 |
4.01 |
2.15 |
1.87 |
3.18 |
1.53 |
1.18 |
1.02 |
2.56 |
14 |
1.87 |
1.29 |
1.94 |
1.72 |
2.16 |
2.36 |
2.35 |
1.81 |
2.07 |
1.17 |
0.62 |
1.38 |
1.11 |
3.22 |
5 |
15 |
1.19 |
0.67 |
1.9 |
1.03 |
0.95 |
1.96 |
1.64 |
2.71 |
2.07 |
0.65 |
0.81 |
1.41 |
0.68 |
2.39 |
2.4 |
<S> |
1.6 |
1.77 |
2.71 |
1.8 |
1.96 |
1.99 |
1.24 |
2.84 |
1.74 |
1.61 |
1.33 |
1.78 |
1.75 |
1.42 |
4.86 |
Таблица 1. Результаты статистической обработки динамики поведения S*10-6 – площади квазиаттракторов для тремора одного и того же человека для 225 выборок (n = 15 экспериментов по N = 15 выборок в каждом)
Для идентификации существенных или несущественных различий в повторяющихся сериях опытов для полученных 225 выборок расчётов также значения энтропии Шеннона E (разделенных на N = 15 серий по n = 15 выборок ТМГ в каждой) и строилась матрица парного сравнения этих всех n выборок энтропий (число серий N = 15) для одного и того же испытуемого. Результаты такого сравнения показали, что число совпадений пар выборок (т.е. возможность их отнесения к одной генеральной совокупности) k=100. Такое же количество числа совпадений получается и для детерминированного хаоса (выборки, полученные с помощью стандартного хаотического генератора чисел), т.е. мы имеем почти абсолютную статистическую устойчивость для Е при одном ПГ. Для квазиаттракторов k = 68, что больше 50 % но меньше, чем у Е.
Для хаоса всегда мы получаем одинаковое равномерное распределение (инвариантность мер). Хаотические выборки всегда демонстрируют 97-99 % совпадений и имеют равномерное распределение, что демонстрирует динамический хаос Лоренца-Арнольда. Однако в нашем случае с ТМГ мы с исходными выборками треморограмм этого не имеем. Обычно для ТМГ мы в подобных матрицах имеем число совпадений не более k ≈ 5 %. В этом заключается эффект Еськова-Зинченко, когда число статистических совпадений выборок ТМГ или теппинграмм невелико и мы имеем хаотическую динамику самих функций распределения f(x). Выборки не могут быть повторяемыми, мы имеем «повторение без повторений» Н.А. Бернштейна. Суммарные значения числа пар совпадений выборок k для всех 15-ти серий представили для тремора устойчивость (статистическую) числа совпадений выборок. Общее число совпадений показало среднее значение <k> для всех пятнадцати выборок k в пределах <k> ≤ 5 %.
Таким образом, становится очевидным, что энтропия Е даёт почти абсолютную статистическую устойчивость (kэ = 100) а квазиаттракторы несколько ниже (≈ 70 %), при психическом гомеостазе (в задачах регуляции тремора), а число совпадений выборок самих треморограмм для k при 15-ти сериях опытов тоже даёт высокую степень устойчивости этих k для ТМГ. Однако при этом сами выборки ТМГ очень далеки от стохастики (k ≈ 5 %).
В целом, энтропия Шеннона Е не даёт существенных различий для повторов измерения ТМГ подряд от одного испытуемого (100 совпадений пар из 105 разных) в сравнение с повторением самой энтропии. Если система находится в условном статическом состоянии (в гомеостазе регуляции тремора), то выборки повторить два раза подряд (произвольно!) совершенно невозможно, хаотически иногда происходят повторения отдельных выборок. Этот вывод составил основу эффекта Еськова-Зинченко в условиях многократных повторов испытаний одного человека в одном гомеостазе (Добрынина, 2015; Дудин, 2011; Еськов, 2013, 2015; Еськов, 2004, 2010а, 2010б, 2012, 2013, 2015а, 2015б, 2016а, 2016б; Майстренко, 2009; Русак, 2014; Филатова, 2015).
2. Локальные охлаждения как стресс – агент: энтропийный подход в оценке треморограмм
Можно ли объективно зарегистрировать изменения психического гомеостаза по параметрам ТМГ? Одновременно к этому возникает и закономерный второй вопрос – можно ли создать условия, при которых k изменяются, система регуляции тремора перейдёт в другой гомеостаз? В данном параграфе рассматривается влияние локального холодового воздействия на параметры нервно – мышечной системы (НМС) человека (треморограммы) у 3-х групп испытуемых (1-я группа из 15-ти человек, не закаливающихся; 2-я группа из 15-ти человек, закаливающихся менее года; 3-я группа из 15-ти человек, закаливающихся более 2-х лет). Для каждого испытуемого производилась регистрация параметров ТМГ до и после локального охлаждения кисти, как стресс- воздействия. Очевидно, что охлаждение кисти вызывает определённый психогенный стресс и возмущение психического гомеостаза (наряду с физиологическими изменениями в самой НМС, т.е. это комплексное воздействие на психику и НМС). Для охлаждения кисть помещалась в воду с t = 4 0С (до субъективной потери чувствительности на время τ = 2 мин). При этом охлаждении регистрировались стандартно (за τ = 5 сек.) треморограммы и затем для каждой полученной выборки производился расчет энтропии Шеннона Е. В этом случае мы не использовали повтор измерений, а работали с группой в целом (Еськов, 2010, 2012, 2013, 2015а, 2015б).
Отметим, что всегда для тремора у любого человека (если нет нарушений двигательных функций) мы имеем небольшие вариации энтропии Е, что доказывает табл. 2. Поэтому использование группы из разных испытуемых или опыты с одним испытуемым дают несущественные различия. Однако, имеет значение психический статус испытуемого или изменение его функционального гомеостаза. В нашем случае мы сейчас имеем сочетанные изменения и психики (стрессовая ситуация), и физиологических параметров НМС. В целом, очень часто бывает весьма сложно чётко разделить доминанты ВНД или специфику физиологии периферической НМС, т.к. изменения на периферии всегда вызывают изменения и в ЦНС (ВНД всегда реагирует). Мы считаем, что это приемлемо именно для психофизиологии, которая и должна сочетать учёт психических и физиологических функций человека (Адайкин, 2007; Ануфриев, 2008; Бернштейн, 1947; Гавриленко, 2013, 2015; Добрынина, 2015; Дудин, 2011; Еськов, 2013, 2015).
№ |
1 группа - Е1 |
2 группа-Е2 |
3 группа-Е3 |
|||
до |
после |
до |
после |
до |
после |
|
1 |
3,86 |
3,81 |
3,68 |
3,67 |
3,67 |
3,73 |
2 |
3,40 |
4,05 |
3,89 |
3,48 |
3,83 |
3,54 |
3 |
3,75 |
3,89 |
3,86 |
4,08 |
3,78 |
3,59 |
4 |
3,75 |
4,05 |
3,67 |
3,81 |
4,13 |
3,59 |
5 |
3,81 |
3,97 |
3,59 |
3,94 |
3,57 |
3,68 |
6 |
3,75 |
3,75 |
3,92 |
3,64 |
3,81 |
3,54 |
7 |
3,60 |
3,48 |
4,13 |
3,56 |
3,89 |
3,68 |
8 |
4,16 |
3,78 |
3,86 |
3,64 |
3,64 |
3,68 |
9 |
3,86 |
3,65 |
3,81 |
3,62 |
3,62 |
3,83 |
10 |
3,89 |
3,54 |
3,51 |
3,67 |
3,80 |
3,59 |
11 |
3,65 |
3,84 |
3,89 |
4,02 |
3,88 |
4,00 |
12 |
3,70 |
3,94 |
3,75 |
3,78 |
3,59 |
3,54 |
13 |
3,94 |
3,62 |
3,68 |
3,35 |
3,65 |
3,97 |
14 |
3,64 |
3,75 |
3,84 |
3,78 |
3,86 |
3,81 |
15 |
3,59 |
3,62 |
3,78 |
3,73 |
3,56 |
3,67 |
<Е> |
3,76 |
3,79 |
3,79 |
3,72 |
3,75 |
3,70 |
Примечание: Е - значение энтропии Шеннона, <Е> - среднее значение энтропии Шеннона |
Таблица 2. Результаты статистической обработки динамики поведения Е – энтропии Шеннона для тремора до и после локального холодового воздействия (до-после) для трех групп испытуемых (1-я группа – 15 человек не закаливающихся, 2-я группа – 15 человек закаливающихся менее года, 3-я группа – 15 человек закаливающихся более 2-х лет)
Как видно из таблицы 2, первая группа испытуемых показала динамику (после локального охлаждения конечности) в сторону небольшого увеличения энтропии Шеннона (Едо = 3,76, Епосле = 3,79).Однако, такие изменения, как показали наши расчёты, статистически не могут быть выявлены. Лица, не занимающиеся закаливанием организма, образовали эту первую группу, которая, очевидно, имеет и другие физиологические параметры, и психические (при реакции на стрессорное воздействие – охлаждение кисти). Вторая группа наблюдения представлена людьми более тренированными к холодовому стрессу, использующими закаливающие процедуры менее 1 года. Третья группа наблюдения – закаливающиеся на протяжении длительного времени (более 2-х лет). Очевидно, что вторая и третья группы показали обратную динамику в сторону уменьшения (хотя и статистически незначимо) значения энтропии: для второй группы (Едо = 3,79, Епосле = 3,72), для третьей группы (Едо = 3,75, Епосле = 3,70).
Это характерные изменения Е в результате холодового воздействия у людей, которые адаптируются к холоду. Очевидно, что с позиций теоремы Гленсдорфа-Пригожина мы не получили существенных изменений Е, т.е. скорость изменения (прироста) энтропии Р = dE/ dt у нас почти нулевая (с позиций статистики). При уходе из положения равновесия, ВНД, психический гомеостаз не показывают изменение энтропии Е. Согласно базовой теоремы термодинамики неравновесных систем, мы в точке равновесия (покое) должны иметь Е→max а dE/dt→0. При уходе от равновесия Е должно убывать (у нас для разных групп получается разная динамика Е), а dE/dt должно нарастать (у нас она статистически не изменяется, т.к. dE/dt = 0). Это характеризует возможности стохастики и ТХС в оценке физиологических эффектов тремора при холодовом стрессе, когда точно известно об изменении ПГ (возникают болевые ощущения).
Из полученных результатов значений энтропии Шеннона, можно видеть, что при выходе организма из стационарного состояния (т.е. гомеостаза) изменение величин энтропий Е происходит в сотых или в десятых долях значений. Это говорит о слабой чувствительности метода расчета Е при использовании стохастических подходов для измерения параметров гомеостаза и сложных биосистем (complexity). Низкая чувствительность энтропии Е может не показать различий в состоянии системы регуляции тремора при физических воздействиях на испытуемого или эти различия будут статистически недостоверны (что мы и имеем в табл. 2). Оценка стрессорных холодовых эффектов и изменений в периферическом звене нервно-мышечной системы – НМС следует производить другими методами. Мы предлагаем использовать матрицы парных сравнений самих выборок ТМГ или производить расчёт параметров квазиаттракторов (КА) для сравниваемых ТМГ (Еськов, 2010а, 2010б, 2012, 2013, 2015а, 2015б, 2016а, 2016б, Майстренко, 2009; Русак, 2014).
Психический гомеостаз (как требование неизменности состояния психических функций человека), о котором впервые начал говорить Н.А. Бернштейн при изучении организаций движений (Бернштейн, 1947), можно оценивать энтропией Шеннона Е в режиме многократных повторений тремора. При этом Е как оказалось, не изменяется существенно, если гомеостаз не изменяется. Получаемые выборки для Е дают почти 95% совпадений их статистических функций f(x). Этого нельзя сказать про сами выборки ТМГ, которые хаотически и непрерывно изменяются вместе с их (ТМГ) статистическими функциями f(x).
Расчет энтропий Шеннона Е может быть использован в оценке адаптивных изменений в системе регуляции тремора (к холодовым стрессорным воздействиям), но он обладает слабой чувствительностью и с позиций стохастики может быть вообще не применим для оценки холодового стресса. Требуются другие методы и критерии оценки холодового стресса и других изменений психического гомеостаза.
Оценка стрессорных изменений по параметрам треморограмм с помощью энтропии Е не даёт существенных результатов. Это означает, что теорема Гленсдорфа-Пригожина для биомеханических систем не применима, скорость изменения энтропии Р=dE/dt=0 при условии, что система регуляции тремора выходит из состояния равновесия (психического гомеостаза).
Адайкин В.А., Еськов В.М., Добрынина И.Ю., Дроздович Е.А., Полухин В.В. Оценка хаотичной динамики параметров вектора состояния организма человека с нарушениями углеводного обмена // Вестник новых медицинских технологий. – 2007. – Т. 14. – № 3. – С. 17-19.
Ануфриев А.С., Еськов В.М., Назин А.Г., Полухин В., Третьяков С.А., Хадарцева К.А. Медико-биологическая трактовка понятия стационарнных режимов биологических динамических систем // Вестник новых медицинских технологий. – 2008. – Т. 15. – № 1. – С. 29-32.
Бернштейн Н.А. О построении движений - М.: Медгиз, 1947. – 254с.
Гавриленко Т.В., Баженова А.Е., Балтикова А.А., Башкатова Ю.В., Майстренко Е.В. Метод многомерных фазовых пространств в оценке хаотической динамики тремора // Вестник новых медицинских технологий. Электронное издание. – 2013. – № 1. – С. 5.
Гавриленко Т.В., Горбунов Д.В., Эльман К.А., Григоренко В.В. Возможности стохастики и теории хаоса в обработке миограмм // Сложность. Разум. Постнеклассика. – 2015. – № 1. – С. 48-53.
Добрынина И.Ю., Горбунов Д.В., Козлова В.В., Синенко Д.В., Филатова Д.Ю. Особенности кардиоинтервалов: хаос и стохастика в описании сложных биосистем // Вестник новых медицинских технологий. – 2015. – Т. 22. – № 2. – С. 19-26.
Дудин Н.С., Русак С.Н., Хадарцев А.А., Хадарцева К.А. Новые подходы в теории устойчивости биосистем – альтернатива теории А.М. Ляпунова // Вестник новых медицинских технологий. – 2011. – Т. 18. – № 3. – С. 336.
Еськов В.В., Вохмина Ю.В., Гавриленко Т.В., Зимин М.И. Модели хаоса в физике и теории хаоса-самоорганизации // Сложность. Разум. Постнеклассика. – 2013. – № 2. – С. 42-56.
Еськов В.В., Гараева Г.Р., Синенко Д.В., Филатова Д.Ю., Третьяков С.А. Кинематические характеристики движения квазиаттракторов в оценке лечебных эффектов кинезотерапии // Вестник новых медицинских технологий. – 2015. – Т. 22. – № 1. – С. 128-136.
Еськов В.М., Еськов В.В., Живогляд Р.Н., Попов Ю.М. Фазатон мозга в норме и при патологии // Вестник новых медицинских технологий. – 2004. – Т. 11. – № 4. – С. 5-8.
Еськов В.М., Еськов В.В., Хадарцев А.А., Филатов М.А., Филатова Д.Ю. Метод системного синтеза на основе расчета межаттракторных расстояний в гипотезе равномерного и неравномерного распределения при изучении эффективности кинезитерапии // Вестник новых медицинских технологий. – 2010а. – Т. 17. – № 3. – С. 106-110.
Еськов В.М., Брагинский М.Я., Козлова В.В., Майстренко Е.В. Диагностика физиологических функций женщин-пловцов Югры методом расчета матриц межкластерных расстояний // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. – 2010б. – Т. 9. – № 3. – С. 500-504.
Еськов В.М., Гавриленко Т.В., Дегтярев Д.А., Еськов В.В., Балтикова А.А. Динамика квазиаттракторов параметров непроизвольных микродвижений конечностей человека как реакция на локальные термические воздействия // Вестник новых медицинских технологий. – 2012. – Т. 19. – № 4. – С. 26-29.
Еськов В.М., Добрынина И.Ю., Дрожжин Е.В., Живогляд Р.Н. Разработка и внедрение новых методов теории хаоса и самоорганизации в медицину и здравоохранение // Северный регион: наука, образование, культура. – 2013. – № 1 (27). – С. 150-163
Еськов В.М., Еськов В.В., Филатова О.Е., Филатова Д.Ю. Сравнительная характеристика возрастных изменений сердечно - сосудистой системы населения Севера РФ // Вестник новых медицинских технологий. – 2015а. – Т. 22. – № 3. – С. 15-20.
Еськов В.М., Полухин В.В., Филатова Д.Ю., Эльман К.А., Глазова О.А. Гомеостатические системы не могут описываться стохастически или детерминированным хаосом // Вестник новых медицинских технологий. – 2015б. – Т. 22. – № 4. – С. 28-33.
Еськов В.М., Газя Г.В., Майстренко Е.В., Болтаев А.В. Влияние промышленных электромагнитных полей на параметры сердечнососудистой системы работников нефтегазовой отрасли // Экология и промышленность России. – 2016а. – № 1. – С. 59-63.
Еськов В.М., Еськов В.В., Вохмина Ю.В., Гавриленко Т.В. Эволюция хаотической динамики коллективных мод как способ описания поведения живых систем // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. – 2016б. – № 2.
Майстренко Е.В., Еськов В.М., Майстренко В.И., Берестовая А.Ф. Сравнительный анализ параметров функциональной асимметрии полушарий и вегетативной нервной системы учащихся // Информатика и системы управления. – 2009. – № 4. – С. 63-65.
Русак С.Н., Молягов Д.И., Бикмухаметова Л.М., Филатова О.Е. Биоинформационные технологии в анализе фазовых портретов погодно- климатических факторов в m-мерном пространстве признаков // Сложность. Разум. Постнеклассика. – 2014. – № 3. – С. 24-28.
Филатова Д.Ю., Вохмина Ю.В., Гараева Г.Р., Синенко Д.В., Третьяков С.А. Неопределенность 1-го рода в восстановительной медицине // Вестник новых медицинских технологий. – 2015. – Т. 22. – № 1. – С. 136-143.Еськов В. М., Филатов М.А., Зинченко Ю.П., Стрельцова Т.В.Стресс-реакция на холод: энтропийная и хаотическая оценка.. // Национальный психологический журнал. 2016. № 1. c.45-52. doi: 10.11621/npj.2016.0106
Скопировано в буфер обмена
Скопировать