Analisi delle interazioni non lineari fra oscillatori biologici: applicazione ai segnali di respirazione e attivita' nervosa simpatica diretta ai muscoli nell'uomo
Progetto Le interazioni fra due segnali vengono studiate attraverso la funzione di coerenza quadratica (si veda per esempio Faes et al, 2004): essa indica il grado di correlazione fra due oscillazioni alla stessa frequenza presenti sui due segnali. Purtroppo, la coerenza è in grado di misurare solo il grado di correlazione lineare. Questo significa che se le due ritmicità sono organizzate fra loro secondo un rapporto razionale n:m (n periodi di una oscillazione corrispondono a m periodi dell¿altra), la coerenza è nulla. Viceversa, la coerenza tra due segnali che hanno frequenze vicine fra loro, ma non coincidenti, può essere erroneamente alta quando entrambi i segnali sono disturbati dalla stessa sorgente di rumore. Quando si considera la regolazione nervosa del sistema cardiovascolare, l¿ipotesi di linearità è estremamente limitante. Per esempio, l'attività nervosa simpatica diretta ai muscoli registrata con la tecnica microneurografica a livello del nervo peroneale nell'uomo (MSNA) è il risultato dell'interazione fra i meccanismi oscillatori di regolazione della pressione arteriosa (il riflesso barocettivo) e la respirazione (Cogliati et al, 2004). Il risultato di queste interazioni è che l'MSNA non è distribuita uniformemente nel tempo ma è concentrata in ¿bursts¿ la cui occorrenza è influenzata (in modo non lineare) dalla respirazione (i ¿bursts¿ sono più frequenti durante espirazione). L'obiettivo della ricerca è quello di applicare metodi di analisi non lineare e classificazione delle interazioni (Porta et al, 2004) alle dinamiche che nascono come effetto del disturbo periodico (causato dalla respirazione) sul sistema di regolazione cardiovascolare monitorato attraverso il segnale MSNA nell'uomo sano e in soggetti patologici (Furlan et al, 2005). Si può ipotizzare che il grado di sincronizzazione fra MSNA e respirazione possa essere utilizzato come indicatore dello stato cardiovascolare e che la sua diminuzione possa essere utilizzata come indice di patologia.