"Chronopsychobiologischen Regulationsdiagnostik" (CRD)

TIERE, MATERIAL UND METHODE 73
Dynamikanalyse mit dem Programm „Aiko“
Das Ziel einer Dynamikanalyse ist die Bestimmung der Dynamikfunktion. Sie
beschreibt die Änderung einer Regulationsperiode mit der Zeit. Die Dynamikfunktion
ist also eine Zeitreihendarstellung der Periodenvariabilität.
Die Analyse der Perioden erfolgte innerhalb eines Datenfensters von 20 Daten
gleitend entlang der Zeitachse. Über die Autokorrelationsfunktion AKF und über das
Leistungsdichtespektrum PS (Powerspektrum; berechnet über die Autokovarianz)
wurde die Periode mit der größten Auftrittswahrscheinlichkeit (Hauptkomponente)
bestimmt. Da im Gegensatz zur Fourieranalyse (Analyse aller spektralen Anteile)
durch die AKF und das PS nur die Hauptkomponenten untersucht wurden, fielen die
Rauschanteile weg. Somit wurden die periodischen Anteile der Zeitreihe selektiert.
Durch die verschiedenen Analysemethoden AKF und PS wurden zum Teil
unterschiedliche Periodizitäten mit ähnlicher Auftrittswahrscheinlichkeit für den
gleichen Zeitabschnitt bestimmt. Die jeweils unterschiedlichen Ergebnisse der beiden
Methoden konnten dadurch zustande kommen, dass über die AKF diejenige Periode
bestimmt wurde, die im analysierten Datenintervall den höchsten
Korrelationskoeffizienten hatte, im Leistungsdichtespektrum jedoch diejenige
Periode, die im Mittel die höchste Spektraldichte hatte. Um herauszufinden welche
der beiden Perioden für den untersuchten Zeitabschnitt die beste Näherung an die
trendkorrigierten Daten darstellte, wurden mit den unterschiedlichen Periodizitäten
aus beiden Analysemethoden Sinusmodelle berechnet. Mit Hilfe der Methode der
kleinsten Quadrate wurden die verschiedenen Perioden mit den trendkorrigierten
Daten verglichen und das günstigste Modell verifiziert. Es wurde diejenige Periode in
dem jeweiligen Analysebereich ausgewählt, welche die kleinsten Abweichungen zu
den trendkorrigierten Daten lieferte.
Durch das Verschieben des Analysefensters durch die Zeitreihe entstand eine neue
Zeitreihe, die Dynamikfunktion (Änderung einer Periode über die Zeit).
Nach COOLEY UND TUKEY (zitiert nach FRITZ 2005) gilt, dass bei der Analyse von
biologischen Daten mittels der Autokorrelationsfunktion mindestens 25 Werte
vorhanden sein müssen, um Periodizitäten bis maximal
(n = Datenanzahl)
berechnen zu können (FRITZ 2005). Um möglichst wenig Datenverlust zu haben,
wurde hier mit einem Datenfenster von nur 20 Daten gerechnet. Damit trotzdem
Periodendauern bis
ausgewertet werden konnten, wurde der