رمزگشايي تغييرات پاسخ¬هاي آزمون به آزمون از نوسانات پيش¬تحريكي سيگنال الكتروانسفالوگرام

كارشناسي ارشد

مغز نوسانات سازماندهي شده¬¬اي از فعاليت عصبي را حتي در غياب وظيفه¬ها يا ورودي¬هاي حسي از خود بروز مي¬دهد. اين فعاليت تحت عنوان "مداوم"، "خودبخودي" و يا "پيش تحريكي" شناخته مي¬شود. طبق مطالعات انجام شده، پاسخ¬هاي مغزي به يك محرك، از روي نوسانات باندهاي فركانسي مختلف سيگنال EEG در وضعيت پيش تحريكي مي¬تواند قابل پيش بيني باشد. فعاليت خودبخودي مغز كه در بعضي موارد از آن به عنوان نويز پس زمينه نيز ياد مي¬شود به نظر مي¬رسد علت اصلي تغييرات بالاي آزمون به آزمون در پاسخ¬هاي قشري به يك محرك واحد در ثبت¬هاي مغزي باشد. به طور كلي هدف از اين پژوهش اين است كه با استفاده از اطلاعات موجود در نوسانات سيگنال EEG در مرحله پيش از اعمال محرك، پاسخ درست يا نادرست فرد و همچنين آگاهي بصري را بعد از مشاهده محرك پيش¬بيني كنيم. در اين مطالعه از داده هاي مطالعه Benwell و همكاران (2017) استفاده شده است كه در آن محرك¬هاي بينايي شامل پچ¬هاي گوسي سياه و سفيد با 6 سطح كنتراست 25، 50 و 75 درصد براي دو حالت روشن¬تر و تيره¬تر از پس زمينه، به 14 نفر شركت كننده نشان داده شده¬است كه شركت كنندگان بايد پاسخ مي¬دادند كه محرك نشان داده شده تيره¬تر يا روشن¬تر از پس¬زمينه خاكستري بوده¬است. به عنوان معيار آگاهي بصري كاربر، از شركت كنندگان خواسته شده كه به ميزان اطمينان خود از مشاهده محرك عددي بين 0 تا 3 اختصاص دهند. در اين مطالعه از ويژگي لگاريتم توان نوسانات فركانسي رايج دلتا، تتا، آلفا، بتا و گاما در پنج بازه زماني نيم ثانيه¬اي متوالي قبل از مشاهده محرك روي 61 كانال سيگنال الكتروانسفالوگرام براي پيش¬بيني پاسخ درست و يا نادرست كاربر به تيره¬تر يا روشن¬تر بودن محرك نسبت به پس¬زمينه و همچنين ميزان آگاهي بصري درباره محرك استفاده شده¬است. از آزمون آماري t-test و روش Sequential Forward Feature selection براي انتخاب ويژگي¬هايي كه در دادگان يادگيري تفاوت¬هاي معنادار درپاسخ¬هاي درست و نادرست كاربر را نشان مي¬دهند، استفاده شده ¬است. در مدل پيش¬بيني كننده پاسخ درست يا نادرست كاربر و در مدل پيش¬بيني ميزان آگاهي بصري كاربر درباره محرك، از طبقه بندي كننده Decision tree استفاده شد. نتايج نشان داد كه با استفاده از ويژگي¬هاي انتخاب شده پيش¬بيني پاسخ كاربر در كنتراست 75- با دقت 73 درصد و در كنتراست 75+ با دقت 55/76 درصد انجام شد. همچنين نتايج پيش¬بيني ميزان آگاهي بصري كه با محاسبه دقت طبقه بندي 4 كلاسه بدست آمد، نشان داد كه در مجموع در تمام 6 سطح كنتراست مقدار دقت طبقه بندي بالاي 40 درصد بدست آمده است كه نشان مي¬دهد پيش بيني با استفاده از ويژگي هاي استخراج شده از فاز پيش تحريكي انجام شده است. با توجه به نتايج حاصل شده، مشاهده شد كه اطلاعات تمام باندهاي فركانسي و اطلاعات تمام بازه هاي زماني پيش از اعمال محرك در پيش-بيني عملكرد كاربر موثر بوده است.

209678

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي پزشكي- بيوالكتريك

وحيد شالچيان - سيد حجت سبزپوشان