Journal de pharmacologie clinique et expérimentale

Abstrait

Analyse spectrale et d'ordre supérieur des séries temporelles de tremblements

Malenka Mader *, Juliane Klatt, Florian Amtage, Bernhard Hellwig, Wolfgang Mader, Linda Sommerlade, Björn Schelter

Objectifs : L'objectif de cette étude était d'étudier les propriétés linéaires et non linéaires des séries temporelles de tremblements. À cette fin, nous avons appliqué une analyse spectrale et croisée linéaire (deuxième ordre) et non linéaire (ordre supérieur) à 58 enregistrements de tremblements électroencéphalographiques (EEG) et électromyographiques (EMG) de sept patients atteints de tremblements essentiels et de cinq patients atteints de tremblements parkinsoniens. Méthodes : Une analyse spectrale de deuxième et troisième ordre a été réalisée sur deux types de données. Tout d'abord, les données ont été simulées à partir d'un modèle imitant les propriétés non linéaires des séries temporelles de tremblements. Les limites de l'analyse spectrale linéaire de deuxième ordre sont illustrées dans ces simulations. Ces limites peuvent être surmontées par une analyse spectrale non linéaire de troisième ordre. Deuxièmement, les enregistrements de tremblements de la main tremblante et de la zone motrice controlatérale du cerveau des patients atteints de tremblements ont été analysés à la fois par une analyse spectrale de deuxième et de troisième ordre. Résultats : L'analyse spectrale linéaire a suggéré une non-linéarité de la dynamique et des interactions des processus mesurés par EEG et EMG. En appliquant une analyse bispectrale, ces non-linéarités ont été étudiées. Nous avons constaté qu'une mesure de non-linéarité basée sur des bispectres était significative pour la plupart des enregistrements EMG, ainsi que pour l'interaction de l'EEG et de l'EMG. Conclusions : L'analyse spectrale linéaire est un outil puissant pour évaluer les propriétés spectrales des séries temporelles. Cependant, les techniques linéaires ne parviennent pas à révéler les couplages non linéaires. Dans l'application de l'analyse spectrale non linéaire aux séries temporelles de tremblements, nous avons montré que la dynamique du muscle de la main ainsi que l'interaction du muscle de la main et du cerveau sont régies par des non-linéarités.