ПРИМЕНЕНИЕ НАИВНОГО БАЙЕСОВСКОГО КЛАССИФИКАТОРА ДЛЯ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ АНТИПСИХОТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ НА ПАРАМЕТРЫ БИОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ГОЛОВНОГО МОЗГА У КРЫС

摘要

Поиск и разработка методов выявления эффектов антипсихотических средств является важной задачей медико-биологических исследований. Поведенческие тесты, наиболее часто применяемые для фармакологического скрининга, позволяют эффективно оценивать влияние препаратов на уровень тревожности и двигательной активности животных, однако выявить с их помощью антипсихотическое действие достаточно затруднительно. Перспективным подходом для решения данных задач может быть метод фармакоэлектроэнцефалографии (фармако-ЭЭГ), основанный на концепции специфических изменений биоэлектрической активности головного мозга под влиянием различных психотропных препаратов. С развитием методов машинного обучения возникают новые возможности использования данных фармако-ЭЭГ для решения задач классификации и прогнозирования. В настоящей работе предложен экспериментальный подход для выявления специфической активности и сравнения фармакологического профиля антипсихотических средств с использованием наивного байесовского классификатора - простого вероятностного классификатора, достаточно широко применяемого в биомедицинских исследованиях. Эксперименты были выполнены на белых беспородных крысах-самцах с хронически имплантированными электрокортикографическими электродами. Была сформирована библиотека электрокортикограмм (ЭКоГ) при введении антипсихотических средств: хлорпромазина, галоперидола, дроперидола, тиаприда и сульпирида, которая использовалась как обучающая выборка. Для каждой записи были рассчитаны значения параметров ЭКоГ до и после введения препаратов. Анализ ЭКоГ включал в себя расчет 132 показателей амплитудно-спектральных характеристик сигнала. Уменьшение размерности данных проводили с помощью метода главных компонент. Применение наивного байесовского классификатора позволило выявить специфическое влияние антипсихотических средств на параметры биоэлектрической активности головного мозга крыс, дифференцируя их от бензодиазепинового транквилизатора феназепама, обладающего седативной активностью. Кроме того, данный подход продемонстрировал эффективность сравнительной оценки ЭКоГ-особенностей изучаемых антипсихотических средств между собой, а также с другими средствами, близкими по спектру рецеп-торного действия (например, трициклическим антидепрессантом амитриптили-ном). Таким образом, предлагаемый нами метод может быть использован как для отличия антипсихотического действия лекарственных препаратов от седа-тивного, так и для сравнения эффектов антипсихотических средств между собой.