عنوان
تحليل ديناميكي نوسانگرهاي درهم تنيده در سيستم‌هاي زيستي
نويسنده اصلي
محمدرضا خدابخشي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
مروزه با پيشرفت تكنولوژي و افزايش توان محاسباتي، تقاضا براي استفاده از مدل هاي رياضياتي در
توصيف پديده هاي گوناگون زيستي و طبيعي بسيار افزايش يافته است. مطالعات علوم زيستي و به ويژه علوم اعصاب، با علوم رياضي گره خورده و حوزه هاي مشتركي را بنا نموده‌اند. در دهه‌ها و سال‌هاي اخير، استفاده از مدل هاي رياضي براي توصيف نحوه‌ي كاركرد مغز در وضعيت هاي نرمال و غير نرمال، بسيار رواج يافته و مدل هاي بسياري به همين منظور تكوين شده‌اند. در واقع در حال حاضر بررسي عوامل شكل‌گيري و شيوه‌هاي كنترل و درمان برخي از بيماري‌هاي سيستم عصبي تنها محدود به آزمايشگاه‌ها نمي‌شود و محققان زيادي از رشته‌هاي گوناگون، در اين تحقيقات شريك هستند. از جمله‌ي اين بيماري‌ها مي‌توان به بيماري صرع و حملات صرعي اشاره كرد. تاكنون چندين مدل براي شبيه سازي الگوهاي ظاهر شده در سيگنال‌هاي مغزي اين بيماران ايجاد گشته و ارائه شده است. در واقع مي‌توان به مغز مانند يك سيستم ديناميكي نگاه كرد كه داراي ديناميك‌هاي مختلف با خصوصيات متفاوتي است. يكي از اين ديناميك‌ها، مي‌تواند حمله‌هاي صرعي باشد و در واقع بروز حملات صرعي را مي توان حاصل يك پديده‌ي ديناميكي خاص مانند دوشاخگي يا دوپايايي دانست. در همين راستا، در اين پايان نامه سعي شده تا به بررسي ديناميكي اين موضوع توسط مدل‌هاي رياضي پرداخته شود. يكي از انواع روش‌هاي مدل سازي، مدل‌هاي توده‌ي نوروني‌اند كه در اين پايان نامه هم براي بررسي ديناميكي صرع، از دو مدل مهم توده‌ي نوروني (مدل جانسن-ريت و مدل سافزينسكي) استفاده گرديده است.
در اين پايان نامه، در فصل هاي ابتدايي مروري بر فيزيولوژي و آناتومي مغز، بيماري صرع، انواع،
ريشه‌ها، خصوصيات هر نوع و راه‌هاي كنترل يا درمان آن صورت مي‌گيرد. در فصل چهارم انواع مدل سازي بيان شده و چند مدل مهم مورد بررسي و ارزيابي قرار مي‌گيرند. در فصل پنجم در باب انواع مكانيزم‌هاي ديناميكي آغاز يا اتمام حملات صرعي سخن گفته مي‌شود و سعي مي‌شود نقاط ضعف و قوت هر مكانيزم بيان شود. در فصل ششم دو مدل مهم توده‌ي نوروني مورد بررسي ديناميكي قرار گرفته و وجود مكانيزم‌هاي ديناميكي پيش‌تر گفته شده در آن‌ها ارزيابي مي شود. همچنين ديناميك‌هاي مختلفي كه هر مدل قادر به توليد آن است نيز بررسي مي‌شوند. نشان داده خواهد شد كه مدل سافزينسكي داراي ديناميك بسيار غني است و مي‌توان همه‌ي مكانيزم‌ها را توسط آن شرح داد. در نهايت، در فصل هفتم نتيجه گيري و جمع بندي صورت مي‌گيرد و پيش نهاداتي براي كارهاي آينده مطرح مي‌شود.
در اين پايان نامه چند نوآوري صورت گرفته كه از جمله‌ي آن‌ها مي‌توان به پيشنهاد يك مكانيزم جديد
(رزونانس غيرخطي) براي توصيف حملات صرعي اشاره كرد. همچنين در فصل ششم درباره‌ي مشابهت رفتار يك مدل با سيگنال‌هاي صرعي صحبت شده كه سيگنال‌هاي خروجي آن تشابه خوبي با انواعي از سيگنال‌هاي صرعي دارند.
شماره ركورد
190714
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي
ارتعاشات و كنترل
استاد راهنما
دكتر اميرحسين دوائي مركزي