رمزگشايي سيگنال‌هاي مغزي مرتبط با بايندينگ ويژگي‌ها در قشر پيشاني مغز ميمون

دكتري تخصصي

رمزگذاري و رمزگشايي سيگنال¬هاي مغزي دسته مهمي از روش‌هاي پردازش سيگنال هستند كه بر اساس ارتباط بين محرك ورودي و سيگنال پاسخ، عملكرد مغز را استخراج مي‌كنند. امروزه ثبت خارج سلولي فعاليت مغزي و پردازش سيگنال‌هاي ثبت‌شده حاصل از آن به عنوان يكي از شاخه‌هاي مهم در علوم اعصاب مورد توجه واقع شده است. يكي از سوالات حل نشده در حوزه علوم اعصاب شناختي و ادراك، مسئله بايندينگ ويژگي‌ها در مغز است. بايندينگ به معناي ارتباط و به هم پيوستن ويژگي‌هاي مختلف يك شئ براي درك مفهوم واحد از آن شئ است. براي مثال در يك مربع آبي رنگ دو ويژگي شكل و رنگ كه در نواحي مختلفي از مغز رمزگذاري مي¬شوند، به چه صورت براي بيان يك مفهوم واحد باهم ارتباط مي‌يابند. در اين پايان‌نامه به بررسي مكانيزم بايندينگ ويژگي¬هاي بينايي در مغز و به طور ويژه به نقش ناحيه پيشاني در اين مكانيزم مي¬پردازيم. براي اين منظور، در قدم اول، با طراحي يك آزمايش بينايي و ثبت از 96 الكترود به طور همزمان از ناحيه پيشاني مغز ميمون و استفاده از روش‌هاي يادگيري ماشين، علائمي از نقش عملكردي ناحيه پيشاني در اين مكانيزم به كمك سيگنال پتانسيل¬هاي محلي نشان داده شد. در قدم دوم، نقش فعاليت اسپايك¬هاي ناحيه پيشاني در يك آزمايش حافظه كاري براي در نظر گرفتن توام دو ويژگي مكان و شكل مورد ارزيابي قرار گرفت. در پايان، به كمك ثبت الكتروانسفالوگرام 64 كاناله از سطح مغز در دو گروه انساني سالم و بيمار با آسيب در ناحيه پيشاني، مكانيزم بايندينگ در كل مغز و نقش عملكردي ناحيه پيشاني در آن توسط يك آزمايش حافظه كاري مورد بررسي قرار گرفت. در مجموع، نتايج آزمايش¬ها حاكي از نقش فعال ناحيه پيشاني براي بايند كردن ويژگي¬هاي بينايي بود كه اين نقش در فعاليت نوسانات آهسته سيگنال¬هاي مغزي (<12Hz) نمايان مي¬شود. همچنين همراستا با نظريه بايندينگ توسط همزماني، نشان داده شد كه فعاليت همزمان در نواحي خلفي مغز بايند شدن دو ويژگي را كنترل مي¬كنند كه اين همزماني، با آسيب در ناحيه پيشاني تضعيف مي¬شود. در نهايت بر اساس نتايج به دست آمده مكانيزمي پيشنهادي براي بايند شدن ويژگي-هاي بينايي پيشنهاد شد. به طوري كه بايندينگ ويژگي¬هاي بينايي در مداري از نواحي مختلف خلفي مغز تحت كنترل ناحيه سطح بالاي پيشاني انجام مي¬شود.

194167

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر اشتفان تروئه

مهندسي پزشكي - بيوالكتريك

دكتر محمدرضا دليري