Медленная динамика степени синхронизованности контуров вегетативной регуляции ритма сердечно-сосудистой системы

Аннотация

Введение: основной проблемой анализа низкочастотных составляющих биологических процессов является постановка специализированных экспериментов с длительной регистрацией сигналов, однако именно информация о поведении системы на длительных масштабах может внести неоценимый вклад в понимание характера взаимодействия отдельных элементов системы. Цель: анализ особенностей динамики предложенного количественного индекса, характеризующего степень фазовой синхронизации сложных нестационарных систем биологической природы - контуров вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы - на временных масштабах в десятки и сотни характерных периодов колебаний (сотни секунд) по длительным экспериментальным записям. Результаты: в ходе эксперимента были получены синхронные двухчасовые записи сигналов 23 здоровых испытуемых: фотоплетизмограммы и кардиоинтервалограммы. В скользящих окнах была оценена динамика суммарного процента фазовой синхронизации (индекс S) 0,1 Гц колебаний в фотоплетизмограмме и кардиоинтервалограмме и мощности так называемых низкочастотных LF (с частотой 0,1 Гц) и высокочастотных HF (с частотой >0,1 Гц) составляющих спектра исходных сигналов. Особенности взаимодействия изучаемых показателей были оценены методами корреляционного анализа. Обнаружены признаки колебательного характера динамики индекса S c характерным периодом колебаний около 1000 с и сложного нелинейного характера взаимодействия LF- и HF-колебаний в вегетативной регуляции кровообращения. Выявлен сложный нелинейный характер взаимодействия LF- и HF-колебаний в вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы, определены признаки наличия осцилляций с периодом около 1000 с в зависимостях суммарного процента фазовой синхронизации 0,1 Гц контуров регуляции сердечно-сосудистой системы. Сформулирована структурная модель организации взаимодействия контуров регуляции сердечно-сосудистой системы, объясняющая наблюдающиеся эффекты. Практическая значимость: получение фундаментальных знаний об организации взаимодействия и регуляции элементов сердечно-сосудистой системы позволит усовершенствовать развиваемые нами методы диагностики и терапии патологических нарушений работы сердечно-сосудистой системы.