علوم اعصاب محاسباتی
مریم مقدم؛ فرزاد توحیدخواه؛ گلناز بغدادی
دوره 15، شماره 2 ، شهریور 1400، ، صفحه 111-125
چکیده
در فیزیولوژی شناختی و علوم اعصاب، حافظه‌ی مکانی بخشی از حافظه بوده که مسئول ثبت و بازخوانی اطلاعات دربارهی اجزای محیط، جهتگیری و ناوبری است. اعمال شناختی مغز از جمله ناوبری، از طریق فعالیتهای دارای همبستگی و دنبالهای نواحی مختلف مغز شکل گرفته و اجرا میشوند. طبق تحقیقات انجام شده، فرایند ناوبری عمدتا به عملکرد هیپوکمپ ...
بیشتر
در فیزیولوژی شناختی و علوم اعصاب، حافظه‌ی مکانی بخشی از حافظه بوده که مسئول ثبت و بازخوانی اطلاعات دربارهی اجزای محیط، جهتگیری و ناوبری است. اعمال شناختی مغز از جمله ناوبری، از طریق فعالیتهای دارای همبستگی و دنبالهای نواحی مختلف مغز شکل گرفته و اجرا میشوند. طبق تحقیقات انجام شده، فرایند ناوبری عمدتا به عملکرد هیپوکمپ و بخش گیج‌گاهی میانی مرتبط است و بازیابی حافظه‌ی مکانی از این نواحی تحت کنترل ناحیه‌ی پیشانی و مشخصا قشر پیشپیشانی میانی انجام میشود. با توجه به عدم وجود یک مدل شناختی و محاسباتی جامع از فرایند ناوبری در مسیر یاد گرفته شده، مبهم بودن اطلاعات انتقالی بین واحدها و همچنین دور بودن بسیاری از مدلهای ارائه شده با واقعیت اتفاق افتاده در تبادل اطلاعات در این فرایند شناختی مغز، در این مقاله سعی شده است تا مدلی شناختی از این فرایند بر اساس رویکردهایی از مفاهیم محاسباتی و با تمرکز بر تعامل دوطرفه بین HPC و mPFC ارائه شود. مدل پیشنهادی در بر گیرنده‌ی مهمترین نواحی مغزی فعال در ناوبری با استفاده از نقشه‌ی شناختی بوده و بر اساس نحوه‌ی عملکرد و تعاملات بین نواحی مختلف مغزی، توصیفهایی را بر مبنای مفاهیم سنکرونی بین نوسان‌گرها ارائه میکند. در این مدل بر اساس فرایند سنکرونی در انتقال اطلاعات و ماهیت عملکرد مبتنی بر قواعد واحد mPFC در کنترل واحدهای گیج‌گاهی میانی، ایده‌ی استفاده از مجموعههای نورونی وندرپل و پایگاه قواعد کنترلی مطرح شده است. همچنین با تحلیل و ارائه‌ی شواهد نشان داده شده است که این مدل در راستای توجیه اختلالات عمل‌کردی و شناختی در ناوبری و طراحی و پیشبینی اثر پروتکلهای درمانی و توان‌بخشی در بیماریهای مرتبط با این عملکرد شناختی نظیر آلزایمر میتواند مفید و کاربردی باشد.
علوم اعصاب محاسباتی
مریم صادقی تالارپشتی؛ محمدعلی احمدی پژوه؛ فرزاد توحیدخواه
دوره 14، شماره 4 ، بهمن 1399، ، صفحه 333-344
چکیده
توانایی انسان برای انجام چند وظیفه‌ی همزمان در مطالعات بسیاری مورد بررسی قرار گرفته و انجام دو وظیفه‌ی توام همواره یکی از مهمترین مسایل شناختی و روانشناختی بوده است. نحوه‌ی اجرا و تاثیر دو وظیفه‌ی توام روی یک‌دیگر به منظور شناخت کارکرد مغز و تاثیر آن روی خروجی رفتاری در بیماریهای مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. در این ...
بیشتر
توانایی انسان برای انجام چند وظیفه‌ی همزمان در مطالعات بسیاری مورد بررسی قرار گرفته و انجام دو وظیفه‌ی توام همواره یکی از مهمترین مسایل شناختی و روانشناختی بوده است. نحوه‌ی اجرا و تاثیر دو وظیفه‌ی توام روی یک‌دیگر به منظور شناخت کارکرد مغز و تاثیر آن روی خروجی رفتاری در بیماریهای مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. در این مقاله تاثیر سختی بر اجرای دو وظیفه‌ی توام گسسته-پیوسته و حرکتی-شناختی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از یک وظیفه‌ی گسستهی شنیداری به همراه وظیفه‌ی پیوسته‌ی حرکتی دنبال کردن به عنوان دو وظیفه‌ی توام استفاده شده است. تعداد 25 نفر در این آزمایش شرکت کرده و از آنها خواسته شده است تا به صورت همزمان به تحریک شنیداری پاسخ داده و عمل دنبال کردن حرکتی را نیز انجام دهند. تاثیر سختی روی میزان خطا و زمان پاسخ با استفاده از مدل رانش-انتشار بررسی شده است. در این مدل چهار پارامتری، پارامتر رانش برای بررسی میزان دشواری وظیفه در نظر گرفته شده است. نتایج پارامتر رانش (مقادیر میانگین 5/0، 3/0 و 2/0) در مدل میتواند با تغییرات دشواری در سه سطح، در آزمایش هماهنگی خوبی داشته و به عنوان پارامتر دشواری مورد استفاده قرار گیرد.
مهندسی مغز و اعصاب
غزاله سلیمانی؛ مهرداد ساویز؛ فرزاد توحیدخواه؛ حامد اختیاری
دوره 14، شماره 3 ، مهر 1399، ، صفحه 251-266
چکیده
تحریک الکتریکی جریان مستقیم فراجمجمهای (tDCS) پرکاربردترین روش تحریک غیرتهاجمی مغز بوده که چالش اساسی آن تفاوتهای بین فردی گزارش شده در پاسخ به این تحریک میباشد. یکی از منابع ایجاد این اختلاف‌ها تفاوت در توزیع میدان الکتریکی بوده که به دلیل تفاوت در ساختارهای مغزی ایجاد میشود. شواهد نشان میدهد که میدان ناشی از tDCS میتواند ...
بیشتر
تحریک الکتریکی جریان مستقیم فراجمجمهای (tDCS) پرکاربردترین روش تحریک غیرتهاجمی مغز بوده که چالش اساسی آن تفاوتهای بین فردی گزارش شده در پاسخ به این تحریک میباشد. یکی از منابع ایجاد این اختلاف‌ها تفاوت در توزیع میدان الکتریکی بوده که به دلیل تفاوت در ساختارهای مغزی ایجاد میشود. شواهد نشان میدهد که میدان ناشی از tDCS میتواند فعالیتهای مغزی را تحت تاثیر قرار داده و باعث ایجاد تغییر در رفتار گردد اما ارتباط بین توزیع میدان و فعالیتهای مغزی هنوز مورد بررسی قرار نگرفته است. از این رو در این مطالعه‌ی متقاطع دوسو کور، tDCS با شدت 2 میلیآمپر به قشر پیشپیشانی 14 فرد وابسته به متآمفتامین اعمال شده و برای تعیین توزیع میدان و مشاهده‌ی فعالیت مغزی در پاسخ به نشانههای مواد، تصویر تشدید مغناطیسی ساختاری و عمل‌کردی قبل و بعد از تحریک ثبت شده است. تحریک الکتریکی برای هر فرد یک مرتبه به صورت واقعی و یک مرتبه به صورت غیرواقعی (با فاصله‌ی حداقل یک هفته) انجام شده است. با استفاده از مدلهای سر مبتنی بر روشهای المان محدود برای نمایش توزیع میدان شبیهسازی شده و آنالیز گروهی نشان داده شده که بیشترین میدان در ناحیه‌ی پیشپیشانی ایجاد شده (07/0±3424/0) و توزیع مکانی میدان در بین افراد متفاوت بوده است. دادههای کارکردی حاکی از آن بوده که در تفاوت بین پاسخ به نشانههای مواد و تصاویری که مربوط به مواد نیستند، تحریک واقعی در مقایسه با تحریک غیرواقعی فعالیت مغزی را در چین گیج‌گاهی فوقانی و قشر کمربندی خلفی کاهش داده (0001/0p<) اما همبستگی معناداری بین شدت میدان و تغییرات فعالیت مغزی به دست نیامده است. در این مطالعه یک روش کار برای ترکیب مدلهای سر با اطلاعات مربوط به عملکرد مغز ارائه شده که تاکنون مورد بررسی قرار نگرفته و میتواند دریچهای رو به درک بهتر مکانیسم اثر tDCS به شمار آید.
مهندسی عصبی عضلانی
رضا حاجیان؛ فرزاد توحیدخواه
دوره 8، شماره 1 ، فروردین 1393، ، صفحه 19-29
چکیده
ﻟﺮﺯﺵ ﺍﺯ ﺷﺎﻳﻊﺗﺮﻳﻦ ﺍﺧﺘﻼﻻﺕ ﺣﺮﻛﺘﻰ ﺍﻧﺴﺎﻥ ﺍﺳﺖ ﻛﻪ ﺣﺮﻛﺘﻰ ﻏﻴﺮﺍﺭﺍﺩی ﻭ ﺗﻘﺮﻳﺒﺎً ﺳﻴﻨﻮﺳﻰ ﺍﺳﺖ. ﻟﺮﺯﺵ، ﻣﻔﺼﻞﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻔﻰ ﺩﺭ ﺑﺪﻥ ﺍﺯ ﺟﻤﻠﻪ ﻣﻔﺼﻞ ﺁﺭﻧﺞ ﺭﺍ ﺗﺤﺖ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﻗﺮﺍﺭ ﻣﻰﺩﻫﺪ. ﻟﺮﺯﺵ ﻣﻔﺼﻞ ﺁﺭﻧﺞ ﺑﺼﻮﺭﺕ ﺣﺮﻛﺎﺕ ﺑﺎﺯ ﻭ ﺑﺴﺘﻪ ﺷﻮﻧﺪﻩ ﻭ ﭼﺮﺧﺸﻰ ﺳﺎﻋﺪ ﺍﺳﺖ. ﺩﺭﻣﺎﻥﻫﺎی ﻣﺘﻔﺎﻭﺗﻰ ﺑﺮﺍی ...
بیشتر
ﻟﺮﺯﺵ ﺍﺯ ﺷﺎﻳﻊﺗﺮﻳﻦ ﺍﺧﺘﻼﻻﺕ ﺣﺮﻛﺘﻰ ﺍﻧﺴﺎﻥ ﺍﺳﺖ ﻛﻪ ﺣﺮﻛﺘﻰ ﻏﻴﺮﺍﺭﺍﺩی ﻭ ﺗﻘﺮﻳﺒﺎً ﺳﻴﻨﻮﺳﻰ ﺍﺳﺖ. ﻟﺮﺯﺵ، ﻣﻔﺼﻞﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻔﻰ ﺩﺭ ﺑﺪﻥ ﺍﺯ ﺟﻤﻠﻪ ﻣﻔﺼﻞ ﺁﺭﻧﺞ ﺭﺍ ﺗﺤﺖ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﻗﺮﺍﺭ ﻣﻰﺩﻫﺪ. ﻟﺮﺯﺵ ﻣﻔﺼﻞ ﺁﺭﻧﺞ ﺑﺼﻮﺭﺕ ﺣﺮﻛﺎﺕ ﺑﺎﺯ ﻭ ﺑﺴﺘﻪ ﺷﻮﻧﺪﻩ ﻭ ﭼﺮﺧﺸﻰ ﺳﺎﻋﺪ ﺍﺳﺖ. ﺩﺭﻣﺎﻥﻫﺎی ﻣﺘﻔﺎﻭﺗﻰ ﺑﺮﺍی ﻟﺮﺯﺵ ﻭﺟﻮﺩ ﺩﺍﺭﺩ ﻛﻪ ﻳﻜﻰ ﺍﺯ ﺁﻥﻫﺎ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﺗﺤﺮﻳﮏ ﺍﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻰ ﺍﺳﺖ. ﺩﺭ ﺍﻳﻦ ﺭﻭﺵ ﻻﺯﻡ ﺍﺳﺖ ﺑﻪ ﻣﻮﺍﺭﺩی ﺗﻮﺟﻪ ﺷﻮﺩ ﻛﻪ ﻋﺒﺎﺭﺗﻨﺪ ﺍﺯ 1) ﺗﺤﺮﻳﮏ ﻛﻨﻨﺪﮤ ﺍﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻰ، ﺑﻤﻨﻈﻮﺭ ﺍﻧﺠﺎﻡ ﺁﺯﻣﺎﻳﺶﻫﺎی ﻭﺍﻗﻌﻰ ﻭ ﺍﻋﺘﺒﺎﺭﺳﻨﺠﻰ ﻣﺪﻝ، 2) ﻣﺪﻝ ﻋﺼﺒﻰ- ﻋﻀﻼﻧﻰ- ﺍﺳﻜﻠﺘﻰ ﺑﺮﺍی ﺑﺮﺭﺳﻰ ﺩﻳﻨﺎﻣﻴﮏ ﻟﺮﺯﺵ ﻭ ﺷﺒﻴﻪﺳﺎﺯی ﺳﻴﺴﺘﻢ، 3) ﺗﻌﻴﻴﻦ ﺍﻟﮕﻮ، ﻧﺤﻮﮤ ﺗﺤﺮﻳﮏ ﻭ ﺭﻭﺵ ﻛﻨﺘﺮﻟﻰ ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﺮﺍی ﻛﻨﺘﺮﻝ ﭘﺎﺭﺍﻣﺘﺮﻫﺎی ﺗﺤﺮﻳﮏ ﺑﻪ ﻧﺤﻮی ﻛﻪ ﻟﺮﺯﺵ ﻛﺎﻫﺶ ﻳﺎﺑﺪ. ﻳﻜﻰ ﺍﺯ ﺭﻭﺵﻫﺎﻳﻰ ﻛﻪ ﺑﺮﺍی ﺗﺤﺮﻳﮏ ﺍﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻰ ﻋﻀﻼﺕ ﻣﺨﺎﻟﻒ ﺑﻤﻨﻈﻮﺭ ﻛﺎﻫﺶ ﻟﺮﺯﺵ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﻣﻰﺷﻮﺩ، ﺗﺤﺮﻳﮏ ﺑﻪﺻﻮﺭﺕ ﻓﺎﺯ ﻣﺘﻘﺎﺑﻞ ﺍﺳﺖ. ﺩﺭ ﺍﻳﻦ ﺭﻭﺵ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺍﻳﻨﻜﻪ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺩﺍﺭﺍی ﺗﺄﺧﻴﺮ ﺯﻣﺎﻧﻰ، ﺍﻏﺘﺸﺎﺵ، ﺭﻭﺍﺑﻂ ﻏﻴﺮﺧﻄﻰ ﻭ ﻣﺘﻐﻴﺮ ﺑﺎ ﺯﻣﺎﻥ ﺍﺳﺖ، ﻧﻴﺎﺯﻣﻨﺪ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﻛﻨﺘﺮﻝﻛﻨﻨﺪﻩﺍی ﺗﻮﺍﻧﺎ ﻭ ﻗﺪﺭﺗﻤﻨﺪ ﻫﺴﺘﻴﻢ. ﺩﺭ ﺍﻳﻦ ﭘﮋﻭﻫﺶ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻭﻳﮋﮔﻰﻫﺎی ﻛﻨﺘﺮﻝﻛﻨﻨﺪﻩ MPC، ﺍﺯ ﺍﻳﻦ ﻛﻨﺘﺮﻝﻛﻨﻨﺪﻩ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ. ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺷﺒﻴﻪﺳﺎﺯی ﻧﺸﺎﻥﺩﻫﻨﺪﮤ ﺍﻳﻦ ﺍﺳﺖ ﻛﻪ MPC ﺩﺭ ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﺑﺎ ﻛﻨﺘﺮﻝﻛﻨﻨﺪﻩ PID ﻭ Fuzzy - ﻛﻪ ﻗﺒﻼ ﺍﺯ ﺁﻧﻬﺎ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ- ﻋﻤﻠﻜﺮﺩی ﺭﺿﺎﻳﺖﺑﺨﺶ ﺩﺍﺭﺩ ﻭ ﻧﺸﺎﻥﺩﻫﻨﺪﮤ ﺍﻳﻦ ﻣﻮﺿﻮﻉ ﺍﺳﺖ ﻛﻪ ﺑﺼﻮﺭﺕ ﺗﺌﻮﺭی ﻣﻰﺗﻮﺍﻥ ﻟﺮﺯﺵ ﺭﺍ ﺑﺎ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﺗﺤﺮﻳﮏ ﺍﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻰ ﻛﺎﻫﺶ ﺩﺍﺩ.
ندا کبودوند؛ فرزاد توحیدخواه؛ بهزاد ایروانی؛ شهریار غریب‌زاده
دوره 7، شماره 4 ، اسفند 1392، ، صفحه 297-310
چکیده
سیستم اعصاب مرکزی (CNS) برای تضمین انعطاف‌‌پذیری و پایداری حرکات، تعداد زیادی از مفاصل و عضلات را به کار می‌‌گیرد. هنوز به وضوح مشخص نیست که CNSچگونه مسأل پیچیدة کنترل حرکات را حل میکند. نظریة کنترل پودمانی یکی از موفق‌‌ترین نظریه‌‌های مطرح شده در کنترل حرکت است. بر اساس این نظریه، برخی پایه‌‌های حرکتی (مانند سینرجیهای عضلانی) ...
بیشتر
سیستم اعصاب مرکزی (CNS) برای تضمین انعطاف‌‌پذیری و پایداری حرکات، تعداد زیادی از مفاصل و عضلات را به کار می‌‌گیرد. هنوز به وضوح مشخص نیست که CNSچگونه مسأل پیچیدة کنترل حرکات را حل میکند. نظریة کنترل پودمانی یکی از موفق‌‌ترین نظریه‌‌های مطرح شده در کنترل حرکت است. بر اساس این نظریه، برخی پایه‌‌های حرکتی (مانند سینرجیهای عضلانی) واحدهای سازندة حرکات بوده؛ با ترکیب آنها طیف وسیعی از حرکات تولید میشود. از معروف‌‌ترین روش‌ها برای استخراج سینرجیهای عضلانی از سیگنالهای الکترومایوگرام (EMG) عضلات، روش تجزیه نامنفی ماتریسی (NMF) است. در حرکات رسندة دست در صفحة عمودی، به علت حذف مؤلفة تونیک از سیگنال EMG، روش استاندارد NMFبرای استخراج سینرجیهای عضلانی کارایی ندارد. در این مقاله، روش اصلاح شدة NMF، به نام semi-NMF،برای حل این مشکل به کار گرفته شد. از سوی دیگر، برای بهبود دقت تخمین سینرجی‌‌ها و نیز رسیدن به پاسخی یکتا برای حل مسأله بهینهسازی در مدل پیشنهادی، در این مقاله از روش HALSاستفاده شده است. الگوریتم پیشنهادی به EMGهای ثبت شده در حرکت رسندة دست در صفحة جلویی شخص، اعمال شد. نتایج، بهبود قابل توجهی در دقت سینرجیهای تخمین زده شده و به خصوص تکرارپذیری استخراج سینرجی‌‌ها را نشان دادند. همچنین سینرجیهای استخراج شده از نظر فیزیولوژیک قابل توجیه بودند.
پردازش گفتار
شهلا عزیزی؛ فرزاد توحیدخواه؛ فرشاد الماس‌گنج
دوره 6، شماره 4 ، اسفند 1391، ، صفحه 257-265
چکیده
در این مقاله، یک سیستم بازشناسی کلمات جداگانه بررسی شده است. هدف این تحقیق، افزایش کارایی سیستم بازشناسی گفتار کودکان با استفاده از روش هنجارسازی طول مسیر صوتی است. این سیستم بازشناسی، برای استفاده در طراحی نرم‌افزار گفتاردرمانی ایجاد شده است به طوری که این نرم‌افزار با استفاده از سیستم بازشناسی، درست یا نادرست بودن تلفظ کودک را ...
بیشتر
در این مقاله، یک سیستم بازشناسی کلمات جداگانه بررسی شده است. هدف این تحقیق، افزایش کارایی سیستم بازشناسی گفتار کودکان با استفاده از روش هنجارسازی طول مسیر صوتی است. این سیستم بازشناسی، برای استفاده در طراحی نرم‌افزار گفتاردرمانی ایجاد شده است به طوری که این نرم‌افزار با استفاده از سیستم بازشناسی، درست یا نادرست بودن تلفظ کودک را تشخیص میدهد و تلاش میکند تا با استفاده از بازخوردها گفتار کودک را بهبود بخشد. دادگان گفتاری -که در فاز بازشناسی این سیستم استفاده شده است- مربوط به 47 کلمه و اختلالات تولیدی رایج در آنها است. در این مطالعه، 4 مدل پایه شامل مدل کودکان، مدل ترکیبی کودکان و زنان و دو مدل بزرگسالان (با استفاده از دادههای فارسدات) آموزش داده شده است. دادههایی که برای آموزش و آزمون مدل کودکان استفاده شده، مربوط به 38 کودک در بازه سنی 5 تا 8 است. همه مراحل آموزش و آزمون سیستم بازشناسی با استفاده از ابزار HTKانجام شده است. نتایج این پژوهش نشان میدهد که کارایی کم سیستم بازشناسی با استفاده از روش تطبیق هنجارسازی طول مسیر صوتی افزایش مییابد و بهبود مدل بزرگسالان چشمگیرتر از مدل کودکان است.
پردازش تصاویر پزشکی
امین محمدیان؛ حسن آقائی‌نیا؛ فرزاد توحیدخواه
دوره 6، شماره 3 ، آذر 1391، ، صفحه 207-218
چکیده
در این مقاله، روشی مبتنی بر دانش اولیه از شخص جدید با هدف افزایش قدرت تعمیم‌دهی سیستم بازشناسی جلوه‌های هیجانی چهره پیشنهاد شده است. به منظور بازشناسی مناسب، ترکیبی از ویژگی‌های هندسی و توصیفگرهای بافت چهره استفاده شد. این ویژگی‌ها با ویژگی‌های کل‌نگر(تحلیل مؤلفه‌های مستقل هسته-محور تصویر چهره و خودِ تصویر چهره) مقایسه شدند. ...
بیشتر
در این مقاله، روشی مبتنی بر دانش اولیه از شخص جدید با هدف افزایش قدرت تعمیم‌دهی سیستم بازشناسی جلوه‌های هیجانی چهره پیشنهاد شده است. به منظور بازشناسی مناسب، ترکیبی از ویژگی‌های هندسی و توصیفگرهای بافت چهره استفاده شد. این ویژگی‌ها با ویژگی‌های کل‌نگر(تحلیل مؤلفه‌های مستقل هسته-محور تصویر چهره و خودِ تصویر چهره) مقایسه شدند. برای تحلیل ویژگی‌های پیشنهادی، حساسیت نرخ بازشناسی آنها نسبت به تغییر نویز و تغییرات بین فردی بررسی شد. نتایج نشان داد با وابسته کردن سیستم به شخص بروز دهنده میتوان نرخ بازشناسی را تا 96% افزایش داد که این نتیجه مربوط به ویژگی‌های کل‌نگر است. بعلاوه روش کل‌نگر تحلیل مؤلفه‌های مستقل هسته- محور در مقایسه با دیگر ویژگی‌ها نسبت به تغییرات بین فردی حساسیت بیشتری داشته است. بر اساس دانش محدود از فرد جدید نمونههای مجازی تولید و برای تقویت یادگیری سیستم بازشناسی استفاده شد. نتیجه بازشناسی مستقل از فرد این روش در مقایسه با روش پایه به‌صورت معنیداری (P<0.05) بهبود داشته و مقدار صحت تشخیص آن 91.39% است.
بیومکانیک قلب و عروق
وحید ابوئی؛ فرزاد توحیدخواه؛ وحید رضا نفیسی؛ هانی شریفیان
دوره 5، شماره 4 ، اسفند 1390، ، صفحه 305-311
چکیده
افت فشار خون بیماران دیالیزی در حین فرآیند همودیالیز از شایع ترین مشکلاتی است که امروزه حدود 20 الی 30 درصد از بیماران دیالیزی با آن روبرو هستند. در راستای جلوگیری از این افت فشار، می‌بایست فشار خون بیمار دیالیزی را در حین فرآیند همودیالیز حتی المقدور به صورت پیوسته و غیرتهاجمی اندازه‌گیری کرد. اما از آنجائی که این کار عملاً امکان پذیر ...
بیشتر
افت فشار خون بیماران دیالیزی در حین فرآیند همودیالیز از شایع ترین مشکلاتی است که امروزه حدود 20 الی 30 درصد از بیماران دیالیزی با آن روبرو هستند. در راستای جلوگیری از این افت فشار، می‌بایست فشار خون بیمار دیالیزی را در حین فرآیند همودیالیز حتی المقدور به صورت پیوسته و غیرتهاجمی اندازه‌گیری کرد. اما از آنجائی که این کار عملاً امکان پذیر نیست و دستگاه‌های اندازه‌گیری غیر تهاجمی و پیوسته‌ی افت فشار خون محدود و بسیار گران قیمت می‌باشند لذا می‌بایست با استفاده از پارامتر‌های مرتبط با افت فشار خون به این مقصود رسید. با توجه به ارتباط تغییرات غلظت خون و ضربان قلب با تغییرات فشار خون بیماران دیالیزی، در این مطالعه به ارائه مدلی پرداختیم که بتواند به وسیله‌ی تغییرات غلظت خون و ضربان قلب، فشار خون بیمار دیالیزی را پیش بینی نماید تا دیگر نیازی به اندازه‌گیری مستقیم فشار نباشد. در این راستا با استفاده از دستگاه‌های اندازه‌گیری تغییرات غلظت خون، ضربان قلب و فشارخون به ثبت داده های کلینیکی از 14 بیمار دیالیزی و پس از آن با استفاده از داده های کلینیکی به ارائه مدل شبکه عصبی پرداختیم که این مدل توانائی پیشبینی افت فشار خون بیمار دیالیزی با استفاده از اطلاعات ضربان قلب و غلظت نسبی خون را با خطای 8/3 درصد دارا میباشد.
مهندسی عصبی عضلانی
علی فلکی؛ فرزاد توحیدخواه
دوره 5، شماره 2 ، شهریور 1390، ، صفحه 127-141
چکیده
با توجه به مطالعه‌های صورت گرفته، سیستم حرکتی انسان از دو استراتژی کنترلی، کنترل مدل‌مبنا و کنترل امپدانسی، به منظور یادگیری حرکتی و مقابله با اغتشاش‌های خارجی استفاده میکند اما نحوه تعامل این کنترل‌کننده‌ها و چگونگی هماهنگی بین آنها چندان بررسی نشده است. در این مقاله با بهره‌گیری از یک کنترل کننده سرپرستی، نحوه یادگیری حرکت ...
بیشتر
با توجه به مطالعه‌های صورت گرفته، سیستم حرکتی انسان از دو استراتژی کنترلی، کنترل مدل‌مبنا و کنترل امپدانسی، به منظور یادگیری حرکتی و مقابله با اغتشاش‌های خارجی استفاده میکند اما نحوه تعامل این کنترل‌کننده‌ها و چگونگی هماهنگی بین آنها چندان بررسی نشده است. در این مقاله با بهره‌گیری از یک کنترل کننده سرپرستی، نحوه یادگیری حرکت و عملکرد کنترل کننده‌های امپدانسی و مدل‌مبنا بررسی شده است. کنترل‌کننده سرپرستی با پایش رفتار و خروجی سیستم، وظیفه هماهنگی مابین کنترل‌کننده‌های امپدانسی و مدل‌مبنا را بر عهده دارد. بر این اساس دستور حرکتی جلوسو و سفتی مفاصل به‌صورت جداگانه و همزمان تنظیم و اصلاح میشوند. به‌منظور ارزیابی مدل ارائه شده، حرکت رسنده دست در حضور میدان نیروی اغتشاشی، شبیهسازی و با نتایج تجربی مقایسه شده است. نتایج به‌دست آمده نشان‌دهنده آن است که برای انجام حرکتی طبیعی، علاوه بر امپدانس مناسب حرکت، بایستی مدلی درونی از حرکت نیز در اختیار سیستم کنترلی باشد. علاوه بر این از آنجا که اندازه امپدانس متناسب با میزان یادگیری بهینه میشود، بیشترین یادگیری در جهتی است که خطای حرکتی بیشتر بوده و مفاصل امپدانس کمتری دارند. همچنین نشان داده شده است که سیستم حرکتی در مواجهه با اغتشاش‌های ناگهانی، با استفاده از تغییر امپدانس و کاهش اثر کنترل کننده مدل‌مبنا سعی در جبران خطای حرکتی میکند که این امر به معنای استفاده از تجربه‌های پیشین توسط سیستم سرپرستی 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.
مهندسی عصبی عضلانی
مهدی برج‌خانی؛ فرزاد توحیدخواه
دوره 4، شماره 2 ، شهریور 1389، ، صفحه 109-122
چکیده
نوشتن از مهارت‌های حرکتی پیچیده در انسان به‌شمار می‌رود. مدل‌هایی که تاکنون در این زمینه ارائه شده‌اند؛ مدل‌هایی پائین به بالا هستند و در آنها توجه کمتری به جنبه‌های بیولوژیکی حرکات صورت گرفته است. همچنین مدلی کیفی از فرایند نوشتن که عملکرد نواحی مختلف مغزی را حین انجام این فرایند توجیه کند، وجود ندارد. در این مقاله با استناد ...
بیشتر
نوشتن از مهارت‌های حرکتی پیچیده در انسان به‌شمار می‌رود. مدل‌هایی که تاکنون در این زمینه ارائه شده‌اند؛ مدل‌هایی پائین به بالا هستند و در آنها توجه کمتری به جنبه‌های بیولوژیکی حرکات صورت گرفته است. همچنین مدلی کیفی از فرایند نوشتن که عملکرد نواحی مختلف مغزی را حین انجام این فرایند توجیه کند، وجود ندارد. در این مقاله با استناد به یافتههای نورولوژیکی و فیزیولوژیکی، عملکرد نواحی مختلف مغزی در فرایند نوشتن شرح داده شده است. سپس شواهدی مبنی بر وجود پیشبینی در نوشتن و وجود مدلی درونی ازدینامیک اندامهای بدن نظیر دست ارائه شده است. با توجه به شواهد موجود، مدلسازی فرایند نوشتن با استفاده از روش کنترل پیش‌بین امکانپذیر است. نتایج نشان دادند مدلسازی این فرایند با استفاده از کنترل‌کننده پیش‌بین مبتنی بر مدل، شباهت زیادی با واقعیت و ماهیت این مهارت انسانی دارد. از مزایای این مدل، میتوان به این موارد اشاره کرد: انطباق بالای آن با اصول بیولوژیکی شناخته شده، مدلسازی پیشبینی در نوشتن، همبستگی بسیار زیاد مشخصههای استاتیکی و دینامیکی حروف تولیدی با نمونههای انسانی.
سعید رشیدی؛ علی فلاح؛ فرزاد توحیدخواه
دوره 4، شماره 2 ، شهریور 1389، ، صفحه 135-148
چکیده
تاکنون روشهای بسیاری برای براورد میزان شباهت یا اختلاف سیگنالهای زمانی معرفی شده‌اند. الگوریتم DTWاز جمله راهکارهای قدرتمندیست که علاوه بر توانائی فوق در زمینه‌های طبقه‌بندی، داده‌کاوی و تطابق ناحیه‌ای دو سیگنال نیز مورد توجه است. DTWبر پایه بهینهسازی فواصل نقاط دو سیگنال و با انبساط و انقباض محور زمان در هر نقطه قادر به یافتن ...
بیشتر
تاکنون روشهای بسیاری برای براورد میزان شباهت یا اختلاف سیگنالهای زمانی معرفی شده‌اند. الگوریتم DTWاز جمله راهکارهای قدرتمندیست که علاوه بر توانائی فوق در زمینه‌های طبقه‌بندی، داده‌کاوی و تطابق ناحیه‌ای دو سیگنال نیز مورد توجه است. DTWبر پایه بهینهسازی فواصل نقاط دو سیگنال و با انبساط و انقباض محور زمان در هر نقطه قادر به یافتن نقاط متناظر است. در این مقاله با اصلاح قیود محلی حاکم بر DTWروشی برای ارزیابی میزان شباهت کلّی یا ناحیه‌ای دو سیگنال پیشنهاد میشود. الگوریتم مطرح شده در این مقاله علاوه بر افزایش دقت و قابلیت بالاتر در سنجش فاصله سیگنالها و طبقه‌بندی با خطای کمتر، نسبت به تغییرات ساختاری و منبع تولید سیگنال زمانی نیز مقاومتر از DTWمرسوم بوده و قابلیت تعمیمپذیری بیشتری از خود نشان میدهد. با استفاده از یک پایگاه دادگان ترکیبی متشکل از افراد ترک (از کشور ترکیه)، چینی و انگلیسیزبان و اعمال روش پیشنهادی مبتنی بر طبقه‌بندی کننده‌های فیشر، پنجره پارزن و ماشین بردار پشتیبان در مسئله تصدیق امضاء نشان داده میشود که ضمن کاهش 3/12% خطای طبقه‌بندی الگوها، در شرایط سطح آستانه عمومی خطای EERدر گروه جاعلان تصادفی و ماهر به ترتیب برابر 46/1% و 51/3% به‌دست آمده است.
الگوبرداری زیستی / زیست‌تقلیدی
سعید رشیدی؛ سید محمدرضا هاشمی گلپایگانی؛ علی فلاح؛ فرزاد توحیدخواه
دوره 4، شماره 1 ، خرداد 1389، ، صفحه 33-44
چکیده
در حرکات ترسیمی، خواص هندسی مسیر و ویژگی های حرکتی تحت قیودی خاص قرار دارند که با دو قانون توان دو- سوم و اصل شیب یکسان شناخته می شوند. در این مقاله با طراحی آزمون هایی درباره افراد 16-18 سال، به بررسی نوع ارتباط این دو قانون تجربی در حرکات مستقیم و منحنی شکل پرداخته می شود. با ارائه دو مدل توانی نشان داده می شود در الگوهای ترسیمی ویژگی های ...
بیشتر
در حرکات ترسیمی، خواص هندسی مسیر و ویژگی های حرکتی تحت قیودی خاص قرار دارند که با دو قانون توان دو- سوم و اصل شیب یکسان شناخته می شوند. در این مقاله با طراحی آزمون هایی درباره افراد 16-18 سال، به بررسی نوع ارتباط این دو قانون تجربی در حرکات مستقیم و منحنی شکل پرداخته می شود. با ارائه دو مدل توانی نشان داده می شود در الگوهای ترسیمی ویژگی های تغییرناپذیر قابل تعریف بوده که مستقل از فرد، جهت، چرخش و طول الگو است و در تعامل با یک‌دیگر علاوه بر ساده سازی نقش سیستم فوقانی کنترل حرکت، باعث کاهش تعداد درجات آزادی و پیچیدگی محاسبات می شوند.
پردازش گفتار
ایوب دلیری؛ فرزاد توحیدخواه؛ شهریار غریب‌زاده؛ یاسر شکفته
دوره 2، شماره 2 ، شهریور 1387، ، صفحه 123-129
چکیده
سیستم تولید گفتار، یکی از پیچیده ترین سیستم های فیزیولوژیکی است. این سیستم خود از زیر سیستم های مختلفی تشکیل شده است که کنترل حرکت و هماهنگی آنها بسیار مهم می باشد، چرا که با هر گونه ناهماهنگی، ریتم رشته گفتار تولید شده به طور کامل مختل می شود. فک یکی از قسمت های مهم این سیستم است. تاکنون مدل های مختلفی برای حرکت فک ارائه شده است اما مدلی ...
بیشتر
سیستم تولید گفتار، یکی از پیچیده ترین سیستم های فیزیولوژیکی است. این سیستم خود از زیر سیستم های مختلفی تشکیل شده است که کنترل حرکت و هماهنگی آنها بسیار مهم می باشد، چرا که با هر گونه ناهماهنگی، ریتم رشته گفتار تولید شده به طور کامل مختل می شود. فک یکی از قسمت های مهم این سیستم است. تاکنون مدل های مختلفی برای حرکت فک ارائه شده است اما مدلی که در برگیرنده برهم کنش کامل عضلات، استخوان ها و اعصاب به طور جامع باشد، ارائه نشده است. در این مقاله با استفاده از مفاهیم فنر- جرم- دمپر و نیز یک مدل غیرخطی، مدلی جامع برای حرکت فک در حین تکلم ارائه شده و برای محاسبه پارامتر‌های مدل از داده های تجربی استفاده گردیده است. نتایج شبیه سازی ها نشان دادند که مدل پیشنهادی می تواند الگوهای حرکتی فک را با خطای بسیار کم مشابه حالت فیزیولوژیکی ایجاد کند. با توجه به جامع بودن مدل از یک سو و سادگی آن از سوی دیگر، می توان از آن در توصیف رفتار حرکتی فک استفاده کرد.
کنترل حرکت انسان
سعید رشیدی؛ علی فلاح؛ فرزاد توحیدخواه
دوره 1، شماره 4 ، اسفند 1386، ، صفحه 269-280
چکیده
تصدیق امضای پویا بر پایه ویژگی های زمانی علاوه بر بهره جستن از ویژگی های مکانی الگوی ترسیمی، به دلیل استفاده از ویژگی های پویای محلی و کلی مبتنی بر سیگنال های سرعت، شتاب، فشار و زاویه قلم نسبت به روش ایستا، که فقط از ویژگی های تصویری سود می جوید، از دقت افزونتری برخوردار است. در این مطالعه با استفاده از نقش محوری سرعت در فرایند کنترل ...
بیشتر
تصدیق امضای پویا بر پایه ویژگی های زمانی علاوه بر بهره جستن از ویژگی های مکانی الگوی ترسیمی، به دلیل استفاده از ویژگی های پویای محلی و کلی مبتنی بر سیگنال های سرعت، شتاب، فشار و زاویه قلم نسبت به روش ایستا، که فقط از ویژگی های تصویری سود می جوید، از دقت افزونتری برخوردار است. در این مطالعه با استفاده از نقش محوری سرعت در فرایند کنترل حرکات ماهرانه به ویژه الگوهای ترسیمی- تحریری، الگوی امضا را تقطیع و سپس ویژگی های سیگنالی استخراج می شود. به منظور براورد شباهت سیگنال های زمانی از پنج معیار فاصله تعمیم یافته همراه با پنج روش وزن دهی، استفاده و نشان داده شد که معیار فاصله همبستگی کمترین خطا را در ارزیابی شباهت سیگنال ها دارد. با اعمال روش پیشنهادی به پایگاه دادگان مشتمل بر افراد فارسی، چینی و انگلیسی زبان خطای EER برای جاعلان ماهر برابر 0.87% و 1.24% به ترتیب برای سطح آستانه فردی و عمومی حاصل شده است.
مدلسازی رایانه‌ای زیستی / شبیهسازی رایانه‌ای زیستی
آزاده اهورایی؛ فرزاد توحیدخواه؛ فاطمه حاجی ابراهیم تهرانی؛ رسول خیاطی
دوره 1، شماره 1 ، خرداد 1386، ، صفحه 63-69
چکیده
زردی یکی از بیماری های شایع دوران نوزادی است. این بیماری در اکثر موارد خطر جدی نداشته و عموما با فتوتراپی و یا در موارد وخیم تر با تعویض خون بهبود می یابد. لکن در شرایط خاص، مقادیر بالای بیلیروبین سرم از سد خونی- مغزی می تواند عبور کند تا متعاقبا موجب آسیب عصبی، از دست دادن شنوایی و حتی تشنج و مرگ خواهد شد. مدلسازی بیماری در زمینه تشخیص ...
بیشتر
زردی یکی از بیماری های شایع دوران نوزادی است. این بیماری در اکثر موارد خطر جدی نداشته و عموما با فتوتراپی و یا در موارد وخیم تر با تعویض خون بهبود می یابد. لکن در شرایط خاص، مقادیر بالای بیلیروبین سرم از سد خونی- مغزی می تواند عبور کند تا متعاقبا موجب آسیب عصبی، از دست دادن شنوایی و حتی تشنج و مرگ خواهد شد. مدلسازی بیماری در زمینه تشخیص و یا پیش بینی به صورت مجزا و یا توام، مقوله ای است که در سال های اخیر توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. در این مقاله، ضمن مروری بر مدل های ارایه شده قبلی در رابطه با زردی نوزاد، بر اساس داده های جمع آوری شده از نوزادان داخل کشور، مدل هایی جهت تشخیص نوع بیماری و همچنین پیش بینی ابتلا به زردی برای اولین بار ارایه گردیده است. همچنین، طرح درمان آن در ایران در قالب جدولی تدوین شده است. در این مدلسازی از شبکه های عصبی جلوسو سه لایه استفاده شده است. از نتایج این مدلسازی می توان در جهت کاهش هزینه های اضافی درمان و جلوگیری از صدمات احتمالی به نوزاد بهره گرفت.
مهندسی عصبی عضلانی
امیرهمایون جعفری؛ سید محمدرضا هاشمی گلپایگانی؛ فرزاد توحیدخواه؛ علی فلاح
دوره -2، شماره 1 ، تیر 1384، ، صفحه 57-70
چکیده
به منظور مدل سازی سیستم حرکتی انسان در انجام حرکات مهارتی، مدلی با ساختار سلسله مراتبی سه لایه ارایه شده است. در هر سطح براساس میزان دقت و کیفیت امر کنترل، کنترل کننده خاصی وارد عمل شده و عمل کنترل در آن سطح را انجام می دهد. در سطح اول، مفاهیم کنترلی به صورت عام و کیفی مورد بررسی قرار می گیرد و وظیفه آن، حفظ پایداری سیستم براساس اطلاعات ...
بیشتر
به منظور مدل سازی سیستم حرکتی انسان در انجام حرکات مهارتی، مدلی با ساختار سلسله مراتبی سه لایه ارایه شده است. در هر سطح براساس میزان دقت و کیفیت امر کنترل، کنترل کننده خاصی وارد عمل شده و عمل کنترل در آن سطح را انجام می دهد. در سطح اول، مفاهیم کنترلی به صورت عام و کیفی مورد بررسی قرار می گیرد و وظیفه آن، حفظ پایداری سیستم براساس اطلاعات کیفی دریافتی از سطح دوم مانند کاهش یا افزایش خطا می باشد. در این سطح، از یک کنترل کننده خودسازمانده برای تولید فرامین حرکتی عام استفاده می گردد که نقش تشویق و تنبیه را برای تضمین پایداری سیستم با ارسال فرمان های گسسته به سطح دوم ایفا می کند. این کنترل کننده با توجه به وظیفه خود، تنها در زمانی که کنترل کننده سطح دوم به تنهایی قادر به حفظ پایداری سیستم نباشد، وارد عمل شده و پایداری را تضمین می کند. سطح دوم، امر کنترل را به صورت کمی تر و دقیق تری دنبال می کند و عمل تطبیق در این سطح صورت می گیرد. اطلاعاتی که ازن سطح عموما از مسیرهای فیدبک حسی و چشمی دریافت می کند، مفاهیم دقیق تری از عملکرد کنترلی را شامل می شوند (مانند میزان خطای موجود در انجام حرکت). در سطح دوم از کنترل کننده پیش بین مبتنی بر مدل برای تولید فرامین کنترلی کمی تر و دقیق تر استفاده شده است که در واقع خط سیر حرکتی را تعیین می کند. یک سوییچ فازی، فرامین کنترلی سطح اول و دوم را براساس روش کنترل مود لغزان برای ایجاد یک سیستم کنترل مقاوم تلفیق می کند. در سطح سوم نیز این فرامین حرکتی، با تعیین عضلات درگیر و نحوه هماهنگی آنها در انجام حرکت مورد نظر، تفسیر می شود و به عضلات، فرامین حرکتی مناسب اعمال می گردد. اطلاعات دریافتی در این سطح عموما در مورد میزان مشارکت عضلات در انجام حرکت و نیز تاثیر محیط روی سیستم حرکتی است که توسط فیدبک های حسی به این سطح منتقل می شوند. مدل ارایه شده با چنین ساختار سلسله مراتبی، قابلیت مناسبی در کنترل و حفظ پایداری سیستم دارد. نتایج شبیه سازی ها این موضوع را تایید می کند.
