A group of synergetic analyses are presented. Using Karhunen-Loeve (KL) method, spatio-temporal analysis showed the functioning difference of Alzheimer’s disease patient’s brain and the inter-hemispheric connection difficulty of it, along with remarkable intra-hemispheric correlation. The sleep deprived human EEG and meditator’s EEG were analyzed and compared with reported results. Appreciated with delicate statistical tools, the sets of method showed the most dominant EEG dynamic axis in a form of stationary pattern. Added to the information theoretical tools, the status of information transmission between local brain regions inherent in human EEG could be evaluated. Dynamically varying status of information transmission could be extracted and presented as consequent series of mode maps. From the method, spatio-temporal analysis could be augmented. The relation between the spatio-temporal pattern of EEG in AD patients and their status of information transmission could be explained. Amalgamated methods showed the time-varying mutual relations in multi-channel EEG but preserved axis of dynamics for those non-stationary variations as specific pattern.
인간 두뇌에서 나오는 기본적인 신호인 EEG의 분석에서 이제까지 주로 사용되었던 각 채널의 특징을 찾아보는 국소적인 방법론에서 벗어나, 두뇌의 전체적인 연결에 의한 특징적인 global state들을 찾는 방법론들을 구성하였다. 이는 다른 동물들과도 구별되는 인간 두뇌에서의 global corticocortical connection에 그 근거를 두고 있다. 방법론들은 수학에서 도입된 Karhunen-Loeve method와 정보이론에서 도입된 상호정보량의 응용 방법론들이다. 이들의 임상적인 적용을 통해 두뇌에서는 특징적인 상황이나 병적인 원인에 의해 전체 Brain Wave들의 운동에서 동역학 Mode와 유사한 집단적인 형태가 존재함을 발견할 수 있었고 이들을 이루는 각 두뇌 부분간의 정보 전달의 흐름을 파악하여 각각의 두뇌 상태를 구별할 수 있었다. 이를 이용 알쯔하이머형 치매환자의 두뇌에서의 한쪽 반구에서의 정보전달의 집중 현상을 발견할 수 있었고 이것이 정상 노인과 다른 특정한 패턴으로 나타남을 이해 할 수 있었다. 또한 사람이 수면 박탈 상태에 빠졌을 때 나타나는 보통상태에서의 자연스러운 좌우 반구간 비대칭한 활동성이 역전되는 현상을 발견할 수 있었다. 방법론의 확인은 휴식 상태와 명상 상태의 두뇌에서 발견 되어지는 패턴의 비교에서도 확인 되어질 수 있었다. 익숙하게 명상 상태에 몰입할 수 있는 사람들은 보통의 사람들에 비해서 한 두개의 거시적 모드로 집중된 뇌파 상태를 가지고 있었으며 그들의 패턴은 휴식 상태와 뚜렷이 다르게 구별 가능한 양상을 가지고 있었다 또한 이전의 임상 관찰에서 예상 되어졌던 요인들을 많이 포함하고 있었다. 또한 신생아의 분만 방식의 차이에 따라 나타나는 특이한 패턴들을 관찰하여 이를 통해 제왕절개 분만된 신생아 뇌파에서의 거시적 복잡성의 초기 지체현상을 발견할 수 있었다. 위의 관찰들을 통해 Clinical Neurophysiology에 응용이 가능하도록 synergetics와 정보이론을 이용, 임상적으로 관찰 가능한 observable들을 개발하여 의학적인 확인을 받아 보았다.
