Возможности метода мультифрактального анализа для оценки пере-мещения биологических объектов

Объектом исследования в работе являются данные о перемещении лабораторных животных (крыс) в лабиринте “открытое поле”, которые отражают динамику изменения величины скорости и положения объектов в пространстве (координаты) в определенный момент времени. Эти данные в формате временных рядов анализировали методами фрактального и мультифрактального анализов. Постановка эксперимента с животными заключалась в том, чтобы сравнить характер перемещения крыс в присутствии фактора внешнего воздействия с доказанным влиянием на поведение и, соответственно, в отсутствие данного фактора. В качестве фактора внешнего воздействия выбрана ингаляционная экспозиция нанодисперсным оксидом кальция. Установлено, что в отсутствие указанного внешнего воздействия и при его влиянии перемещению лабораторных животных соответствуют два достоверно различных типа активности, а траектория перемещения соответствует признакам масштабно-инвариантной структуры и может быть исследована метод мультифрактального анализа. Выявлено, что при наличии внешнего воздействия траектория перемещения животных часто меняет направление, а остановки преобладают над движением. Использование анализа аномалий мультифрактального спектра, характеризующего траекторию перемещения, позволяет количественно охарактеризовать выявленные типы активности. Так, активность животных при наличии внешнего воздействия снижена в 1.8 раза, а количество остановок выше, чем действия связанные с движением, в 1.7 раза. Таким образом, выявлены дополнительные возможности мультифрактального анализа временных рядов, характеризующих перемещение биологических объектов в эксперименте, для количественной и качественной оценки состояний активности.