پردازش سیگنالهای حیاتی
عارف عینیزاده؛ سپیده حاجیپور
دوره 14، شماره 3 ، مهر 1399، ، صفحه 221-233
چکیده
سیگنال الکتریکی مغز به دلیل سهولت در ثبت، غیرتهاجمی بودن و دقت بالا کاربرد بسیار گستردهای در حوزههای کلینیکی و تحقیقات دانشگاهی پیدا کرده است که از آن جمله میتوان به بازشناسی احساس از روی سیگنال الکتریکی مغز اشاره کرد. برای مشخص کردن نوع احساس برانگیخته عموما از دو معیار خوشایندی و انگیختگی استفاده شده که به ترتیب میزان مثبت ...
بیشتر
سیگنال الکتریکی مغز به دلیل سهولت در ثبت، غیرتهاجمی بودن و دقت بالا کاربرد بسیار گستردهای در حوزههای کلینیکی و تحقیقات دانشگاهی پیدا کرده است که از آن جمله میتوان به بازشناسی احساس از روی سیگنال الکتریکی مغز اشاره کرد. برای مشخص کردن نوع احساس برانگیخته عموما از دو معیار خوشایندی و انگیختگی استفاده شده که به ترتیب میزان مثبت یا منفی بودن و میزان برونفکنی یا هیجان ایجاد شده را برای یک احساس خاص مشخص مینمایند. اهمیت احساس با توجه به عکسالعملهای ناشی از این پدیده در انجام وظایف روزانه به خصوص در فعالیتهایی که به دقت و تمرکز نیاز دارند مشخص میشود. در مسالهی بازشناسی احساس ابتدا احساسات مختلف با استفاده از محرکهای حسی مناسب برای سوژههای مورد بررسی ایجاد شده و سیگنالهای مغزی متناظر با هر تحریک ثبت میشود. دو مرحلهی پردازش اصلی در حل مسالهی بازشناسی احساسات، استخراج ویژگیهای مناسب و استفاده از طبقهبندها یا رگرسیونهای مناسب است. در پژوهشهای پیشین محرکهای مختلف بینایی و شنوایی مورد استفاده قرار گرفته و ویژگیها و طبقهبندهای متنوع خطی و غیرخطی بررسی شده است. هدف این مقاله بهبود الگوریتمهای رگرسیون خطی برای تخمین بهتر معیارهای بازشناسی احساسات انسانی است. بدین منظور یک الگوریتم جدید ارائه شده است که از تنک بودن بردار ترکیب در کنار تابع هزینهی رگرسیون خطی استفاده میکند. کارایی الگوریتم ارائه شده روی دادههای ساختگی مورد بررسی قرار گرفته و برتری آن نسبت به الگوریتمهای رگرسیون خطی PLS، LASSO، SOPLS و Ridge نشان داده شده است. همچنین برای اعمال الگوریتم ارائه شده روی دادههای EEG مربوط به بازشناسی احساسات از مجموعهی دادگان DEAP استفاده شده و ویژگی ضرایب مدل AR از سیگنالهای EEG استخراج شده است. نتایج به دست آمده از الگوریتم پیشنهادی با نتایج سایر الگوریتمها مقایسه شده است که در مجموع برتری نسبی الگوریتم ارائه شده را نشان میدهد.
مدلسازی رایانهای زیستی / شبیهسازی رایانهای زیستی
سمیه رئیسدانا
دوره 12، شماره 3 ، آذر 1397، ، صفحه 249-263
چکیده
خواب، یکی از فرایندهای ضروری برای حفظ و بهبود فعالیتهای انسان میباشد، در حالی که هنوز بسیاری از جزئیات آن به درستی شناخته نشده است. خواب کاهش یافته یا بریده شده، یکی از ریسکهای سلامتی به شمار میآید که میتواند باعث وقوع بیماریهای قلبی یا دیابت و همچنین انحطاط هوشیاری و شناخت گردد. چند پارگی خواب، به پدیدهای گفته میشود ...
بیشتر
خواب، یکی از فرایندهای ضروری برای حفظ و بهبود فعالیتهای انسان میباشد، در حالی که هنوز بسیاری از جزئیات آن به درستی شناخته نشده است. خواب کاهش یافته یا بریده شده، یکی از ریسکهای سلامتی به شمار میآید که میتواند باعث وقوع بیماریهای قلبی یا دیابت و همچنین انحطاط هوشیاری و شناخت گردد. چند پارگی خواب، به پدیدهای گفته میشود که در آن محرومیت از خواب به طور کامل اتفاق نمیافتد، اما خواب فرد به طور متناوب با انگیختگیهایی که منشا آنها عوامل خارجی (نویز) یا عوامل داخلی (آپنه) است، آشفته میشود. مدلسازی ریاضی یک ابزار مناسب برای شناخت مکانیسمهای پیچیدهی بیولوژیکی است. در این مقاله، مدلی از پدیدههای اساسی تنظیم چرخهی خواب–بیداری، پیادهسازی شده، دینامیک آن مورد بررسی قرار گرفته و سپس عواملی که سبب بروز آپنهی انسدادی خواب میشوند، شناسایی و ارزیابی میگردند. این مدل شامل دو جمعیت نورونی اصلی میباشد: 1- سیستم تحریک صعودی مغز در ساقهی مغزی، که مسئول ایجاد بیداری است و 2- جمعیت نورونی VLPO از هیپوتالاموس، که خواب را شکل میدهد. این دو منطقه، در مهار متقابل قرار داده شده و انتقال بین دو حالت رفتاری خواب و بیداری را به صورت سوئیچی پدید میآورند. نتایج مدلسازی نشان میدهد که هیسترسیس موجود در انتقال بین خواب و بیداری، تحت تاثیر عواملی که باعث انگیختگی میشوند، کوچک و ناپایدار شده و به تبع آن، انتقالهای سریع پدید میآید. مدل ارائه شده در این تحقیق توانسته است برخی از نتایج آزمایشگاهی در خصوص خواب آپنهی انسدادی را بازتولید نماید.