A method for revealing coupling between oscillators with analytical assessment of statistical significance

Смирнов, Д. А.; Sidak, E. V.; Безручко, Б. П.

doi:10.1134/s1063785013070110

Cited by 4 publications

(2 citation statements)

References 8 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…We used the following parameters of the method in this paper: n = m = 1 [11]. The estimation of the coefficients J 1, 2 was accompanied by the calculation of a 95% confidence interval using the analytical formula proposed in Ref [12]. If J 1, 2 and its confidence interval is greater than zero, then the coupling between the studied systems is believed to be statistically significant.…”

Section: Signal Processingmentioning

confidence: 99%

Estimation of Delay Times in Coupling Between Autonomic Regulatory Loops of Human Heart Rate and Blood Flow Using Phase Dynamics Analysis

Khorev¹,

Karavaev²,

Lapsheva³

et al. 2017

TOHYPERJ

View full text Add to dashboard Cite

Objective: We assessed the delay times in the interaction between the autonomic regulatory loop of Heart Rate Variability (HRV) and autonomic regulatory loop of photoplethysmographic waveform variability (PPGV), showing low-frequency oscillations. Material and Methods: In eight healthy subjects aged 25–30 years (3 male, 5 female), we studied at rest (in a supine position) the simultaneously recorded two-hour signals of RR intervals (RRIs) chain and finger photoplethysmogram (PPG). To extract the low-frequency components of RRIs and PPG signal, associated with the low-frequency oscillations in HRV and PPGV with a frequency of about 0.1 Hz, we filtered RRIs and PPG with a bandpass 0.05-0.15 Hz filter. We used a method for the detection of coupling between oscillatory systems, based on the construction of predictive models of instantaneous phase dynamics, for the estimation of delay times in the interaction between the studied regulatory loops. Results: Averaged value of delay time in coupling from the regulatory loop of HRV to the loop of PPGV was 0.9±0.4 seconds (mean ± standard error of the means) and averaged value of delay time in coupling from PPGV to HRV was 4.1±1.1 seconds. Conclusion: Analysis of two-hour experimental time series of healthy subjects revealed the presence of delay times in the interaction between regulatory loops of HRV and PPGV. Estimated delay time in coupling regulatory loops from HRV to PPGV was about one second or even less, while the delay time in coupling from PPGV to HRV was about several seconds. The difference in delay times is explained by the fact that PPGV to HRV response is mediated through the autonomic nervous system (baroreflex), while the HRV to PPGV response is mediated mechanically via cardiac output.

show abstract

Section: Signal Processingmentioning

confidence: 99%

Estimation of Delay Times in Coupling Between Autonomic Regulatory Loops of Human Heart Rate and Blood Flow Using Phase Dynamics Analysis

Khorev¹,

Karavaev²,

Lapsheva³

et al. 2017

TOHYPERJ

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…При проверке возможного воздействия системы Y на систему X сначала строится эмпирическая прогностическая модель для системы X по данным из её собственного временного ряда, а затем -с привлечением временного ряда системы Y . Если учёт данных из ряда системы Y позволяет значимо уменьшить ошибку прогноза будущего системы X, делается вывод о влиянии Y на X. Чтобы оценить значимость уменьшения ошибки, используются различные теоретические оценки [4] (при этом делаются предположения о свойствах экспериментальных сигналов) либо генерируются суррогатные данные одним из известных способов [5].…”

Section: Introductionunclassified

Estimating the efficiency of the Granger causality method for detecting unidirectional coupling in the presence of common low frequency interference

Kornilov¹,

Sysoev²

2017

Nelin. Dinam.

View full text Add to dashboard Cite

Внешняя низкочастотная помеха (в том числе помеха с выраженною основной частотой)-распространённая проблема при измерении сложных сигналов, которая может повлиять на результаты оценки связанности между ними. Поскольку полностью убрать помеху, не затрагивая сам сигнал, невозможно, остаётся открытым вопрос: что меньше искажает результаты оценки связанности-фильтрация помехи или её игнорирование? Метод причинности по Грейнджеру-наиболее популярный в последнее время подход к оценке направленной связанности между системами по их наблюдаемым сигналам, использующий построение прогностических эмпирических моделей. Чаще всего используются линейные и нелинейные авторегрессионные модели (отображения последования). Поскольку метод параметрический, его успех в значительной степени зависит от параметров модели и свойств сигналов, поэтому метод стараются специализировать, приспосабливая к данным. В физиологии и климатологии большинство сигналов имеют ярко выраженный временной масштаб, поэтому задача адаптации метода причинности по Грейнджеру к сигналам с выделенным временным масштабом-одна из самых актуальных.

show abstract

Reconstruction of the Coupling Architecture in the Ensembles of Radio-Engineering Oscillators by Their Signals Using the Methods of Granger Causality and Partial Directed Coherence

Kornilov

Sysoev

Astakhova

et al. 2020

Radiophys Quantum El

View full text Add to dashboard Cite

A method for revealing coupling between oscillators with analytical assessment of statistical significance

Cited by 4 publications

References 8 publications

Estimation of Delay Times in Coupling Between Autonomic Regulatory Loops of Human Heart Rate and Blood Flow Using Phase Dynamics Analysis

Estimation of Delay Times in Coupling Between Autonomic Regulatory Loops of Human Heart Rate and Blood Flow Using Phase Dynamics Analysis

Estimating the efficiency of the Granger causality method for detecting unidirectional coupling in the presence of common low frequency interference

Reconstruction of the Coupling Architecture in the Ensembles of Radio-Engineering Oscillators by Their Signals Using the Methods of Granger Causality and Partial Directed Coherence

Contact Info

Product

Resources

About