Электромагнитная томография низкого разрешения: новый метод локализации электрической активности мозга

Представлен новый метод локализации электрической активности мозга на основе многоканальной поверхностной электроэнцефалографии. В отличие от ранее предложенных моделей, метод не предполагает ни ограниченного числа точечных дипольных источников, ни распределения источников на заранее заданной поверхности, а непосредственно вычисляет распределение токов во всём объёме мозга. Чтобы получить единственное решение для трёхмерного распределения из бесконечного множества возможных вариантов, метод опирается на предположение, что соседние нейроны активируются одновременно и синхронно. Это предположение согласуется с данными регистрации активности отдельных клеток мозга, свидетельствующими о выраженной синхронизации соседних нейронов. С учётом этого физиологического основания вычислительная задача сводится к выбору наиболее плавного из всех возможных трёхмерных распределений токов — подходу, широко применяемому в обобщённой обработке сигналов. В результате получают полноценную трёхмерную томограмму: локализация источников сохраняется, но сопровождается некоторым размытием, то есть пространственное разрешение относительно низкое. Новый метод, названный электромагнитной томографией низкого разрешения (LORETA), иллюстрируется на двух наборах данных о вызванных потенциалах. В первом случае показана томограмма компонента P100 в ответ на шахматный паттерн, предъявляемый при стимуляции левой, правой, верхней и нижней половин сетчатки; во втором — результаты для слухового компонента N100 и двух когнитивных компонентов, CNV и P300. Прямое сопоставление результатов томографии с результатами подбора моделей с одним и двумя диполями показывает, что новый метод даёт физиологически значимые результаты, тогда как дипольные модели во многих ситуациях оказываются несостоятельными. Для когнитивных компонентов метод позволяет выдвинуть новые гипотезы о локализации высших когнитивных функций в мозге.