sapiСистемный анализ и прикладная информатика«System analysis and applied information science»2309-49232414-0481Belarusian National Technical University10.21122/2309-4923-2023-4-58-67sapi-646Research ArticleОбработка информации и принятие решенийData processing and decision–makingОценка влияния электромагнитного шумового излучения диапазона WiFi на эмоциональное состояние оператораAssessment of the influence of electromagnetic noise radiation in the WiFi range on the emotional state of the operatorСидоренкоА. B.SidorenkoA. V.

Профессор факультета радиофизики и компьютерных технологий, , доктор технических наук

Минск

sidorenkoa@yandex.byСолодухоН. А.SaladukhaM. A.

Старший преподаватель факультета радиофизики и компьютерных технологий БГУ, магистр физико-математических наук

Минск

Белорусский государственный университетБеларусьBelarusian State UniversityBelarus202312012024045867Copyright © Сидоренко А.B., Солодухо Н.А., 20242024Сидоренко А.B., Солодухо Н.А.Sidorenko A.V., Saladukha M.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sapi.bntu.by/jour/article/view/646

Проведены экспериментальные исследования электроэнцефалограмм оператора, находящегося в условиях электромагнитного шумового излучения диапазона WiFi. Регистрация электроэнцефалограмм проводилась в стандартных отведениях Fp1, Fp2, F3, F4, C3, C4, P3, P4, O1, O2, F7, F8, T3, T4, T5, T6, Fpz, Fz, Cz, Pz, Oz. Проанализированы количественные параметры эмоционального состояния оператора, выраженные спектральной плотностью мощности ритмических компонент мозга, а также такими информационными параметрами, как выборочная энтропия, фрактальная размерность, сложность Лемпеля-Зива, усредненные для 10 испытуемых. Показано, что при действии излучения оператор испытывает депрессию. Показано, что тенденция изменения параметров спектральной плотности мощности тета-, альфа-, гамма-ритмов, фрактальной размерности, сложности Лемпеля-Зива, выборочной энтропии в большинстве отведений электроэнцефалограмм совпадает с тенденцией изменения этих параметров, представленных в научной литературе, при депрессии. Установлено, что оператор испытывает страх, что определяется увеличением параметра фрактальной размерности электроэнцефалограмм не более чем на 0,4 % по отношению к фону.

Experimental studies of electroencephalograms of an operator located in conditions of electromagnetic noise radiation in the WiFi range were carried out. Electroencephalograms were recorded in standard leads Fp1, Fp2, F3, F4, C3, C4, P3, P4, O1, O2, F7, F8, T3, T4, T5, T6, Fpz, Fz, Cz, Pz, Oz. The quantitative parameters of the operator's emotional state, expressed by the power spectral density of the rhythmic components of the brain, as well as such information parameters as sample entropy, fractal dimension, Lempel-Ziv complexity, averaged for 10 subjects were analyzed. It has been shown that when exposed to radiation, the operator experiences depression. It has been shown that the trend of changes in the parameters of the spectral power density of theta, alpha, gamma rhythms, fractal dimension, Lempel-Ziv complexity, sample entropy in most leads of electroencephalograms coincides with the trend of changes in these parameters presented in the scientific literature in depression. It has been established that the operator experiences fear, which is determined by an increase in the fractal dimension parameter of electroencephalograms by no more than 0.4% relative to the background

шумчеловекизлучениеWiFiэлектроэнцефалограммаэмоциидепрессиястрахnoisemanradiationWiFielectroencephalogramemotionsdepressionfearReferencesSidorenko, A.V. Assessing the effect of electromagnetic noise radiation on the central nervous system using non-linear parameters of the electroencephalogram / A.V. Sidorenko, M.A. Saladukha // Nonlinear Dynamics and Applications. ‒ 2019. ‒ Vol. 25. ‒ Pр. 231-240.Sidorenko, A.V. Assessing the effect of electromagnetic noise radiation on the central nervous system using non-linear parameters of the electroencephalogram / A.V. Sidorenko, M.A. Saladukha // Nonlinear Dynamics and Applications. – 2019. – Vol. 25. – Pр. 231-240.Сидоренко А.В., Солодухо Н.А. Исследование эмоции страха оператора при воздействии электромагнитного шумового излучения / А.В. Сидоренко, Н.А. Солодухо // Нейронаука для медицины и психологии, Материалы 15-ого международного междисциплинарного конгресса, Судак, 30 мая-10 июня 2019 г. ‒ Судак, 2019. – С. 375-376. doi: https://doi.org/10.29003/m553.sudak.ns2019-15/375-376Sidorenko, A.V., Solodukho N. A. Investigation of fear emotion of the operator influenced by electromagnetic noise radiation / A.V. Sidorenko, N.A. Solodukho // Materials of XV International Interdisciplinary Congress Neuroscience For Medicine And Psychology, Sudak, 30 may-10 june 2019 – Sudak, 2019. – Pр. 375-376. doi: https://doi.org/10.29003/m553.sudak.ns201915/375-376Сидоренко, А.В. Оценка депрессивного состояния оператора мобильной системы при наличии генератора электромагнитных шумовых излучений и человека при некоторых патологиях / А.В. Сидоренко, Н.А. Солодухо // Нейронаука для медицины и психологии : тез. докл. 19-ого международного междисциплинарного конгресса, Судак, 30 мая-10 июня 2023 г. / Российское Физиологическое Общество им. и.п. Павлова [и др.] ‒ Судак, 2023. – С. 256. doi: https://doi.org/10.29003/m3368.sudak.ns2023-19/256-257Sidorenko, A.V. Assessment of the depressive state of a mobile system operator in the presence of a generator of electromagnetic noise emissions and person in some pathologies / А.В. Сидоренко, Н.А. Солодухо // Materials of XIX International Interdisciplinary Congress Neuroscience For Medicine And Psychology, Sudak, 30 may-10 june 2023. – Sudak, 2023. – P. 256. doi: https://doi.org/10.29003/m3368.sudak.ns2023-19/256-257Санитарные нормы и правила «Требования к электромагнитным излучениям радиочастотного диапазона при их воздействии на человека» [Электронный ресурс] : постановление Министерства здравоохранения Респ. Беларусь, 5 марта 2015 г., № 23 // Национальный правовой Интернет-портал Республики Беларусь. – Режим доступа: https://pravo.by/document/?guid=12551&p0=W21529716p&p1=1 . – Дата доступа: 10.10.2023.Sanitarnye normy i pravila «Trebovanija k jelektromagnitnym izluchenijam radiochastotnogo diapazona pri ih vozdejstvii na cheloveka» [Electronic resource] : postanovlenie Ministerstva zdravoohranenija Resp. Belarus', 5 marta 2015 g., № 23 // Nacional'nyj pravovoj Internet-portal Respubliki Belarus'. Mode of access : https://pravo.by/document/?guid=12551&p0=W21529716p&p1=1 . – Date of access: 10.10.2023.Harne, B.P. Higuchi Fractal Dimension Analysis of EEG Signal before and after OM Chanting to Observe Overall Effect on Brain / B.P. Harne // IJECE. ‒ 2014. ‒ Vol. 4, № 4. ‒ Pр. 585-592. doi: http://dx.doi.org/10.11591/ijece.v4i4.5800Harne, B.P. Higuchi Fractal Dimension Analysis of EEG Signal before and after OM Chanting to Observe Overall Effect on Brain / B.P. Harne // IJECE. – 2014. – Vol. 4, № 4. – Pр. 585-592. doi: http://dx.doi.org/10.11591/ijece.v4i4.5800Richman, J.S. Physiological time-series analysis using approximate entropy and sample entropy / J.S. Richman and J.R. Moorman // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. – 2000. – Vol. 278, № 6. – Pр. 2039-2049. doi: 10.1152/ajpheart.2000.278.6.H2039Richman, J.S. Physiological time-series analysis using approximate entropy and sample entropy / J.S. Richman and J.R. Moorman//Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol.– 2000.–Vol. 278, № 6.– Pр. 2039-2049. doi: 10.1152/ajpheart.2000.278.6.H2039Petrov, L.A. On the Applicability of Nonlinear Time series Methods for Partial Discharge Analysis / L. A. Petrov, P.L. Lewin, T. Czaszejko // IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation. ‒ 2014. ‒ Vol. 21. ‒ Pр. 284-293. doi: 10.1109/TDEI.2013.003983Petrov, L.A. On the Applicability of Nonlinear Time series Methods for Partial Discharge Analysis / L.A. Petrov, P.L. Lewin, T. Czaszejko // IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation. – 2014. – Vol. 21. – Pр. 284-293. doi: 10.1109/TDEI.2013.003983Oostenveld, Robert. The five percent electrode system for high-resolution EEG and ERP measurements / Robert Oostenveld, Peter Praamstra // Clinical Neurophysiology. ‒ 2001. ‒ Vol. 112. ‒ Pр. 713-719. doi: 10.1016/S1388-2457(00)00527-7Oostenveld, Robert. The five percent electrode system for high-resolution EEG and ERP measurements / Robert Oostenveld, Peter Praamstra // Clinical Neurophysiology. – 2001. – Vol. 112. – Pр. 713-719. doi: 10.1016/S1388-2457(00)00527-7Подавитель Скорпион Wi-Fi ‒ 15 [Электронный ресурс] // Интернет магазин mrGadget.by. Режим доступа: https://mrgadget.by/product/podavitel-skorpion-wi-fi---15/ Дата доступа 10.10.2023Podavitel' Skorpion Wi-Fi – 15 [Electronic resource]. Internet magazin mrGadget.by. Mode of access : https://mrgadget.by/product/podavitel-skorpion-wi-fi---15/ Date of access: 10.10.2023Сидоренко, А.В. Методы информационного анализа биоэлектрических сигналов / А.В. Сидоренко. Мн.: БГУ, 2003. 187 с.Sidorenko, A.V. Metody informacionnogo analiza biojelektricheskih signalov. Mn.: BSU, 2003. – 187 p.Aleksic, Z. Estimating the embedding dimension / Z. Aleksic // Physica D. ‒ 1991. ‒ Vol. 52. ‒ Pр. 362-368. doi: https://doi.org/10.1016/0167-2789(91)90132-SAleksic, Z. Estimating the embedding dimension / Z. Aleksic // Physica D. – 1991. – Vol. 52. – Pр. 362-368. doi: https://doi.org/10.1016/0167-2789(91)90132-SDas, J. Resting State Quantitative Electroencephalogram Power Spectra in Patients with Depressive Disorder as Compared to Normal Controls: An Observational Study / J. Das, Sh. Yadav // Indian Journal of Psychological Medicine. ‒ 2020. ‒ Vol. 42, iss. 1. ‒ Pр. 30-38. doi: 10.4103/IJPSYM.IJPSYM_568_17Das, J. Resting State Quantitative Electroencephalogram Power Spectra in Patients with Depressive Disorder as Compared to Normal Controls: An Observational Study / J. Das, Sh. Yadav // Indian Journal of Psychological Medicine. – 2020. – Vol. 42, iss. 1. – Pр. 30-38. doi: 10.4103/IJPSYM.IJPSYM_568_17Bachmann, М. Spectral Asymmetry and Higuchi’s Fractal Dimension Measures of Depression Electroencephalogram / Maie Bachmann [et al.] // Computational and Mathematical Methods in Medicine. ‒ 2013. ‒ Vol. 2013. ‒ Pр. 251638-1-251638-8. doi: https://doi.org/10.1155/2013/251638Spectral Asymmetry and Higuchi’s Fractal Dimension Measures of Depression Electroencephalogram / Maie Bachmann [et al.] // Computational and Mathematical Methods in Medicine. – 2013. – Vol. 2013. – Pр. 251638-1-251638-8. doi: https://doi.org/10.1155/2013/251638Čukić М. EEG machine learning with Higuchi’s fractal dimension and Sample Entropy as features for successful detection of depression / Milena Čukić [et. al.] // arXiv.org [Electronic resource]. – 2018. – Mode of access : https://arxiv.org/abs/1803.05985 – Date of access : 26.04.2021.EEG machine learning with Higuchi’s fractal dimension and Sample Entropy as features for successful detection of depression / Milena Čukić [et. al.] // arXiv.org [Electronic resource]. – 2018. – Mode of access : https://arxiv.org/ abs/1803.05985 – Date of access : 26.04.2021.Cerquera, A. Nonlinear Recurrent Dynamics and Long-Term Nonstationarities in EEG Alpha Cortical Activity: Implications for Choosing Adequate Segment Length in Nonlinear EEG Analyses / A. Cerquera, M. A. Vollebregt, M. Arns // Clin EEG Neurosci. ‒ 2018. ‒ Vol. 49, № 2. ‒ Pр. 71-78. doi: 10.1177/1550059417724695Cerquera, A. Nonlinear Recurrent Dynamics and Long-Term Nonstationarities in EEG Alpha Cortical Activity: Implications for Choosing Adequate Segment Length in Nonlinear EEG Analyses / A. Cerquera, M.A. Vollebregt, M. Arns // Clin EEG Neurosci. – 2018. – Vol. 49, № 2. – Pр. 71-78. doi: 10.1177/1550059417724695Čukić М. Nonlinear analysis of EEG complexity in episode and remission phase of recurrent depression / Milena Čukić [et al.] / Int J Methods Psychiatr Res. – 2020. – Vol. 29, № 2. – Pр. 1-11. doi: 10.1002/mpr.1816Nonlinear analysis of EEG complexity in episode and remission phase of recurrent depression / Milena Čukić [et al.] / Int J Methods Psychiatr Res. – 2020. – Vol. 29, № 2. – Pр. 1-11. doi: 10.1002/mpr.1816Ruiz Padial, E. Fractal dimension of EEG signals and heart dynamics in discrete emotional states / E. Ruiz Padial and A.J. Ibáñez-Molina // Biol Psychol. – 2018. – Vol. 137. – Pр. 42-48. doi: 10.1016/j.biopsycho.2018.06.008Ruiz Padial, E. Fractal dimension of EEG signals and heart dynamics in discrete emotional states / E. Ruiz Padial and A.J. Ibáñez-Molina // Biol Psychol. – 2018. – Vol. 137. – Pр. 42-48. doi: 10.1016/j.biopsycho.2018.06.008

The authors declare that there are no conflicts of interest present.