مهندسی مغز و اعصاب
محمدرضا نظری؛ محمدرضا دلیری؛ علی مطیع نصرآبادی
دوره 16، شماره 1 ، اردیبهشت 1401، ، صفحه 51-62
چکیده
توجه بینایی به عنوان یک فاکتور شناختی در پردازش اطلاعات ذهنی مرتبه‌ی بالاتر که در مغز اتفاق می‌افتد، نقشی اساسی دارد و بر فعالیت مغزی نواحی مختلف قشر بینایی اثرگذار است. در میان ثبت‌های مختلف مغزی، سیگنال پتانسیل میدانی محلی به دلیل ثبات، استحکام و محتوای فرکانسی، در مطالعات ساختار مغز، فرایندهای شناختی و سیستم‌های BCI مورد توجه ...
بیشتر
توجه بینایی به عنوان یک فاکتور شناختی در پردازش اطلاعات ذهنی مرتبه‌ی بالاتر که در مغز اتفاق می‌افتد، نقشی اساسی دارد و بر فعالیت مغزی نواحی مختلف قشر بینایی اثرگذار است. در میان ثبت‌های مختلف مغزی، سیگنال پتانسیل میدانی محلی به دلیل ثبات، استحکام و محتوای فرکانسی، در مطالعات ساختار مغز، فرایندهای شناختی و سیستم‌های BCI مورد توجه قرار گرفته است. بنابراین استخراج و تفسیر اطلاعات سیگنال LFP در طول توجه بینایی یکی از مسائل مهم برای کنترل فعالیت‌های شناختی است. امروزه تزویج متقابل فرکانس به عنوان یکی از استراتژی‌های کدگذاری اطلاعات در مغز مطرح است که می‌تواند نقش مهمی در ادراک، حافظه و توجه داشته باشد. با این حال نقش عمل‌کردی آن به منظور رمزگشایی توجه بینایی با استفاده از LFP کم‌تر مورد مطالعه قرار گرفته است. در این پژوهش رمزگشایی توجه بینایی با استفاده از LFP ثبت شده از ناحیه‌ی تمپورال میانی مغز میمون مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور از ویژگی‌های تزویج فاز-فاز و فاز-دامنه و الگوریتم‌های یادگیری ماشین بهره گرفته شده است. نتایج نشان میدهد که با ویژگی‌های بهینه‌ی انتخاب شده و طبقهبند ماشین بردار پشتیبان، بهترین عمل‌کرد رمزگشایی حاصل شده است (36/90%). همچنین از میان ویژگی‌های انتخاب شده، تزویج گاما-دلتا، گاما-آلفا و بتا-دلتا حاوی بیش‌ترین اطلاعات شناختی و موثرترین ویژگی‌ها در بهبود عمل‌کرد رمزگشایی توجه بینایی می‌باشند. نتایج نشان میدهد که تزویج بین باندهای فرکانسی سیگنال‌های LFP حاوی اطلاعات قابل توجهی در حوزه‌ی توجه بینایی است و می‌تواند جایگزین مناسبی برای ویژگی‌های زمان-فرکانس سیگنال‌های مغزی در سیستم‌های BCI شناختی باشد.
بیوالکتریک
الهام دهقان‌پور ده‌عرب؛ پیوند قادریان
دوره 15، شماره 4 ، اسفند 1400، ، صفحه 279-287
چکیده
بیماری پارکینسون یکی از شایعترین انواع زوال مغزی بوده که با اختلالات حرکتی و کاهش مهارتهای اجرایی مانند نوشتن همراه است. راه‌کارهای تشخیصی این بیماری اغلب به کمک روش‌های تصویربرداری مغزی انجام شده که پرهزینه بوده و یا به صورت تهاجمی قابل اجرا می‌باشند و همچنین صحت تشخیصی آنها به تجربه و مهارت پزشک وابسته است. از این ...
بیشتر
بیماری پارکینسون یکی از شایعترین انواع زوال مغزی بوده که با اختلالات حرکتی و کاهش مهارتهای اجرایی مانند نوشتن همراه است. راه‌کارهای تشخیصی این بیماری اغلب به کمک روش‌های تصویربرداری مغزی انجام شده که پرهزینه بوده و یا به صورت تهاجمی قابل اجرا می‌باشند و همچنین صحت تشخیصی آنها به تجربه و مهارت پزشک وابسته است. از این رو ارائه‌ی یک سیستم تشخیصی خودکار، کمهزینه و در عین حال قابل اعتماد، مورد توجه محققان قرار دارد. در این مطالعه از سیگنال دست‌خط شامل اجزای شناختی و حرکتی-ادراکی، به عنوان یک مشخصه‌ی غیرتهاجمی، کمهزینه و قابل اعتماد در تشخیص اختلالات شناختی و حرکتی حاصل از بیماری پارکینسون استفاده شده است. بدین منظور از الگوریتم پیگیری تطبیقی با رزولوشن زمانی- فرکانسی بالا جهت تجزیهی مشخصههای x-y بهره گرفته شده است. این روش یک نمایش تنک از سیگنال دست‌خط را فراهم آورده و اطلاعات پایهای از تغییرات محلی نوشتار را به کمک تعداد ضرایب کم کمیسازی مینماید. روش پیشنهادی روی یک پایگاه داده با 31 نمونهی سالم و 29 نمونهی پارکینسون، به کمک طبقهبند ماشین بردار پشتیبان مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده، قدرت تشخیصی بالای روش پیشنهادی با صحت تشخیص 90%، حساسیت 59/91% و اختصاصیت 90% را نشان میدهد. همچنین مقایسه‌ی تکالیف نوشتاری مختلف، عمل‌کرد برتر نگارش جمله را در تشخیص پارکینسون به اثبات رسانیده است.
پردازش تصاویر پزشکی
امیرحسین چاله‌چاله؛ علی خادم
دوره 14، شماره 1 ، اردیبهشت 1399، ، صفحه 31-42
چکیده
تشخیص به موقع و صحیح اختلال دوقطبی (BD) و متعاقب آن انجام فرایندهای درمانی، برای جلوگیری از پیش‌رفت و وخیم شدن این بیماری ضروری است. اگر چه استفاده از داده‌های مبتنی بر تصویربرداری تشدید مغناطیسی عمل‌کردی در حال استراحت (rs-fMRI) و ویژگی‌های استخراج شده از آنها ممکن است نقش موثری در تشخیص اختلال دوقطبی داشته باشد، اما تا کنون تحقیقات ...
بیشتر
تشخیص به موقع و صحیح اختلال دوقطبی (BD) و متعاقب آن انجام فرایندهای درمانی، برای جلوگیری از پیش‌رفت و وخیم شدن این بیماری ضروری است. اگر چه استفاده از داده‌های مبتنی بر تصویربرداری تشدید مغناطیسی عمل‌کردی در حال استراحت (rs-fMRI) و ویژگی‌های استخراج شده از آنها ممکن است نقش موثری در تشخیص اختلال دوقطبی داشته باشد، اما تا کنون تحقیقات اندکی روی تشخیص افراد مبتلا به BD به کمک rs-fMRI صورت گرفته و نتایج به دست آمده نیز از صحت بالایی برخوردار نبوده است. در این تحقیق یک روش جدید مبتنی بر ارتباطات عمل‌کردی برای تشخیص BD I ارائه شده است. برای این منظور با استفاده از ارتباطات عمل‌کردی بر پایه‌ی دانه، چهار ناحیه‌ی PCC، dlPFC، amygdala و sgACC به ترتیب به عنوان نمایندههای شبکه‌ی DMN، FPN و SN در نظر گرفته شده تا ارتباطات عمل‌کردی میان آنها و سایر نواحی مغز محاسبه گردد. پس از محاسبه‌ی ارتباطات عمل‌کردی برای هر فرد، با استفاده از آستانه‌گذاری مقدار t ویژگی‌های مفیدتر انتخاب شده و سپس با یک ماشین بردار پشتیبان (SVM) و روش اعتبارسنجی متقابل LOOCV و تنها با استفاده از چهار ویژگی ترکیبی، طبقه‌بندی افراد سالم و افراد دارای اختلال BD I انجام شده است. نتایج روش پیشنهادی روی داده‌های rs-fMRI مربوط به 49 فرد سالم و 34 فرد مبتلا به BD I مورد استفاده قرار گرفته و صحت طبقه‌بندی بیش از 90% حاصل شده است. همچنین در بررسی ارتباطات عمل‌کردی بین چهار ناحیه‌ی مذکور و سایر نواحی مغز در افراد مبتلا به BD I نسبت به افراد سالم کاهش معنی‌داری در ارتباطات مشاهده شده است. ناحیه‌های Ag و OFC (با دانهی PCC)، ACC (با دانههای dlPFC و amygdala) و ITG (با دانهی sgACC) در افراد دارای اختلال بیش‌ترین افت ارتباطات عمل‌کردی را با چهار ناحیه‌ی مذکور داشته‌اند که این نتایج با نتایج تحقیقات پیشین در این زمینه سازگار می‌باشد.
پردازش سیگنال‌های حیاتی
سعیده داودی؛ محمدرضا دلیری
دوره 11، شماره 3 ، آبان 1396، ، صفحه 265-273
چکیده
تنوع وظایف مغز نشان میدهد که تعامل بین فعالیت نوسانی در باندهای فرکانسی مختلف، مکانیزم‌های کلی ارتباط عصبی را شکل میدهد. روشی که اخیرا برای کدگذاری اطلاعات در مغز مورد استفاده قرار میگیرد، روش هم‌گامی فاز می‌باشد، که به فرایندی اطلاق میشود که از طریق آن دو یا چند سیگنال چرخه‌ای، با نوسان تکراری از زاویه‌های فاز نسبی ...
بیشتر
تنوع وظایف مغز نشان میدهد که تعامل بین فعالیت نوسانی در باندهای فرکانسی مختلف، مکانیزم‌های کلی ارتباط عصبی را شکل میدهد. روشی که اخیرا برای کدگذاری اطلاعات در مغز مورد استفاده قرار میگیرد، روش هم‌گامی فاز می‌باشد، که به فرایندی اطلاق میشود که از طریق آن دو یا چند سیگنال چرخه‌ای، با نوسان تکراری از زاویه‌های فاز نسبی نوسان میکنند. برخی مطالعات، نقش محوری هم‌گامی فاز را در آزمایشهای شناختی نشان دادهاند. در این مقاله، ما نقش این معیار را در یک وظیفهی جدید بینایی تمایز رنگ بررسی کردهایم. بدین منظور، سیگنال الکتروانسفالوگرافی را برای 15 سوژه، در طی وظیفهی بینایی تمایز رنگ جمعآوری نمودهایم. سپس، از الگوریتم یادگیری ماشین، ماشین بردار پشتیبان، استفاده شد تا توانایی معیار هم‌گامی فاز در تمایز دو حالت، یعنی تفکیک دو رنگ آبی و نارنجی، در وظیفهی بینایی مورد نظر مشخص گردد. نتایج نشان میدهد که این معیار با دقت کلاسبندی 75% می‌تواند در طبقه‌بندی دو حالت مختلف در وظیفهی بینایی مورد استفاده قرار گیرد. همچنین، باندهای فرکانسی موثر و الکترودهایی که موثرترین ویژگی‌ها از آنها استخراج شدهاند، نشان داده شده است.
سعید رشیدی؛ علی فلاح؛ فرزاد توحیدخواه
دوره 4، شماره 3 ، آذر 1389، ، صفحه 219-230
چکیده
امروزه ارائه راهکار سریع و دقیق برای مسئله تصدیق امضاء بسیار مورد توجه است. در زمینه تصدیق امضای پویا، ویژگی‌ها به دو گروه پارامتری یا سیگنالی تقسیم می‌شوند. در روش‌های پارامتری هر چند سرعت فرایند استخراج و طبقه‌بندی سریع‌تر از روش‌های سیگنالیست ولی دقت کمتری دارند. در این پژوهش هدف مدلسازی سیگنال سرعت است که از الگوهای پایدار ...
بیشتر
امروزه ارائه راهکار سریع و دقیق برای مسئله تصدیق امضاء بسیار مورد توجه است. در زمینه تصدیق امضای پویا، ویژگی‌ها به دو گروه پارامتری یا سیگنالی تقسیم می‌شوند. در روش‌های پارامتری هر چند سرعت فرایند استخراج و طبقه‌بندی سریع‌تر از روش‌های سیگنالیست ولی دقت کمتری دارند. در این پژوهش هدف مدلسازی سیگنال سرعت است که از الگوهای پایدار و مشخصههای ذاتی در ترسیم امضای یک فرد حقیقی است. با استفاده از رفتار مدلهای قطب- صفر مبتنی بر تبدیل کسینوسی گسسته، ضمن بیان روشی دقیق برای مدلسازی، با محاسبه ضربههای نوشتاری از سیگنال سرعت به استخراج ویژگی‌های حاصل از این مؤلفههای پایه میپردازیم. با اعمال طبقه‌بندی کنندههای خطی، پنجره پارزن و ماشین بردار پشتیبان به ویژگی‌های کلّی و ناحیهای حاصل از پایگاه دادگان متشکل از امضای افراد فارسی، چینی و انگلیسی زبان، خطای EERدر شرایط سطح آستانه مشترک برابر 25/1% و 78/1% به ترتیب برای جاعلان تصادفی و ماهر حاصل شد.
