フラクタル生理学

フラクタル生理学とは、カオス尺度、エントロピー、フラクタル次元などの複雑系科学の手法を用いて生理学的システムを研究することを指します。その根底にある仮定は、生物システムは複雑で非線形な活動パターンを示し、その複雑性を（専用の数学的手法を用いて）特徴づけることは、システムを理解し、推論や予測を行う上で有用であるということです。^[¹^]

主な調査結果

神経生理学

^{脳活動の複雑性の定量化は、統合失調症[ 2 ]} 、気分障害^{[ 3 ] 、神経変性疾患}^{[ 4 ]}などの神経精神疾患や精神状態の特徴付けの文脈で使用されます。特に、脳波の複雑性の低下は、通常、症状の増加と関連しています。

循環器系

心拍変動の複雑さは、心血管の健康状態を予測する上で有用である。^{[ 5 ]}

ソフトウェア

Pythonでは、NeuroKit は生理学的データの複雑性分析のための包括的な関数セットを提供します。^{[ 6 ]}^{[ 5 ]} AntroPy は時系列の複雑性を定量化するためのいくつかの尺度を実装しています。^{[ 7 ]}

Rでは、TSEntropies はエントロピーを定量化するメソッドを提供します。^{[ 8 ]} casnet は、複雑な適応システムから記録された信号を研究するための分析ツールのコレクションを実装しています。^{[ 9 ]}

MATLABでは、Neurophysiological Biomarker Toolbox (NBT) により、デトレンド変動解析の計算が可能です。EZ Entropyは、生理学的時系列のエントロピー解析を実装しています。^{[ 10 ]}

参考文献

↑ Bassingthwaighte, James B. (1994). Fractal physiology . New York: Published for the American Physiological Society by Oxford University Press. ISBN 0-19-508013-0。
↑ an der Heiden, U. (2006年2月). 「動的な疾患としての統合失調症」. Pharmacopsychiatry . 39 : 36–42 . doi : 10.1055/s-2006-931487 . PMID 16508894 .
↑ Tretter, F.; Gebicke-Haerter, PJ; an der Heiden, U.; Rujescu, D.; Mewes, HW; Turck, CW (2011 年 5 月). "感情障害は複雑な動的疾患である - システム生物学からの視点". Pharmacopsychiatry . 44 (S 01): S2– S8. doi : 10.1055/s-0031-1275278 . PMID 21544742 .
↑スミッツ、フェンヌ・マーグリース。ポーカロ、カミーロ。コトーネ、カルロ。カンチェリ、アンドレア。ロッシーニ、パオロ・マリア。フランカ、テクキオ（2016年2月12日）。「健康な老化とアルツハイマー病における脳波フラクタル次元」。プロスワン。11 (2) e0149587。Bibcode : 2016PLoSO..1149587S。土井：10.1371/journal.pone.0149587。PMC 4752290。PMID 26872349。
1 2 Pham, Tam; Lau, Zen Juen; Chen, SH Annabel; Makowski, Dominique (2021年6月9日). "心理学における心拍変動：HRV指標のレビューと分析チュートリアル" . Sensors . 21 (12): 3998. Bibcode : 2021Senso..21.3998P . doi : 10.3390/s21123998 . PMC 8230044 . PMID 34207927 .
↑ Makowski, Dominique; Pham, Tam; Lau, Zen J.; Brammer, Jan C.; Lespinasse, François; Pham, Hung; Schölzel, Christopher; Chen, SH Annabel (2021年8月)。「 NeuroKit2: 神経生理学的信号処理のためのPythonツールボックス」。Behavior Research Methods。53 ( 4): 1689–1696。doi : 10.3758/s13428-020-01516- y。PMID 33528817。S2CID 231757711。
↑ Vallat, Raphael (2022年3月22日). "raphaelvallat/antropy" . github.com . 2022年3月22日取得.
↑ Tomcala, Jiri (2018年10月8日). "TSEntropies" . CRAN . 2022年3月22日取得。
↑ハッセルマン、フレッド (2022年3月6日)。「casnet」。github.com 。 2022年3月22日取得。
↑ Li, Peng (2019年12月). "EZ Entropy: 生理学的時系列のエントロピー解析のためのソフトウェアアプリケーション" . BioMedical Engineering OnLine . 18 (1): 30. doi : 10.1186/s12938-019-0650-5 . PMC 6425722 . PMID 30894180 .

[1] Bassingthwaighte, James B. (1994). Fractal physiology . New York: Published for the American Physiological Society by Oxford University Press. ISBN 0-19-508013-0。

[2] r Heiden, U. (2006年2月). 「動的な疾患としての統合失調症」. Pharmacopsychiatry . 39 : 36–42 . doi : 10.1055/s-2006-931487 . PMID 16508894 .

[3] Tretter, F.; Gebicke-Haerter, PJ; an der Heiden, U.; Rujescu, D.; Mewes, HW; Turck, CW (2011 年 5 月). "感情障害は複雑な動的疾患である - システム生物学からの視点". Pharmacopsychiatry . 44 (S 01): S2– S8. doi : 10.1055/s-0031-1275278 . PMID 21544742 .

[4] スミッツ、フェンヌ・マーグリース。ポーカロ、カミーロ。コトーネ、カルロ。カンチェリ、アンドレア。ロッシーニ、パオロ・マリア。フランカ、テクキオ（2016年2月12日）。「健康な老化とアルツハイマー病における脳波フラクタル次元」。プロスワン。11 (2) e0149587。Bibcode : 2016PLoSO..1149587S。土井：10.1371/journal.pone.0149587。PMC 4752290。PMID 26872349。

[Pham2021-5] 1 2 Pham, Tam; Lau, Zen Juen; Chen, SH Annabel; Makowski, Dominique (2021年6月9日). "心理学における心拍変動：HRV指標のレビューと分析チュートリアル" . Sensors . 21 (12): 3998. Bibcode : 2021Senso..21.3998P . doi : 10.3390/s21123998 . PMC 8230044 . PMID 34207927 .

[6] Makowski, Dominique; Pham, Tam; Lau, Zen J.; Brammer, Jan C.; Lespinasse, François; Pham, Hung; Schölzel, Christopher; Chen, SH Annabel (2021年8月)。「 NeuroKit2: 神経生理学的信号処理のためのPythonツールボックス」。Behavior Research Methods。53 ( 4): 1689–1696。doi : 10.3758/s13428-020-01516- y。PMID 33528817。S2CID 231757711。

[7] Vallat, Raphael (2022年3月22日). "raphaelvallat/antropy" . github.com . 2022年3月22日取得.

[8] Tomcala, Jiri (2018年10月8日). "TSEntropies" . CRAN . 2022年3月22日取得。

[9] ハッセルマン、フレッド (2022年3月6日)。「casnet」。github.com 。 2022年3月22日取得。

[10] Li, Peng (2019年12月). "EZ Entropy: 生理学的時系列のエントロピー解析のためのソフトウェアアプリケーション" . BioMedical Engineering OnLine . 18 (1): 30. doi : 10.1186/s12938-019-0650-5 . PMC 6425722 . PMID 30894180 .

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脳活動の複雑性の定量化は、統合失調症[ 2 ]

[ 3 ] 、神経変性疾患

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[ 10 ]

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関連項目

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関連するトピック

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