رمزگشايي سرعت و شيب‌ راه رفتن از روي سيگنال‌هاي قشر حركتي موش صحرايي

كارشناسي ارشد

واسط‌هاي مغز-ماشين در دو دهه اخير به‌عنوان يك روش كاربردي به‌منظور استفاده از فرمان‌هاي حركتي صادره از مغز در كنترل سيستم‌هاي خارجي مطرح‌شده است. تاكنون تلاش‌هاي زيادي درزمينه استخراج اطلاعات حركتي دست از سيگنال‌هاي قشري مغز انجام‌گرفته است كه تا حد قابل قبولي موفقيت‌آميز بوده‌اند اما متأسفانه استخراج اطلاعات حركتي پا كمتر موردتوجه قرارگرفته است. مطالعات قبلي كه موقعيت‌ها و مفاصل حركت پا را رمزگشايي كردند نشان دادند كه رمزگشايي پارامترهاي راه رفتن با استفاده از اطلاعات قشري به‌خوبي اطلاعات نخاعي نيست. در اين مطالعه ما سعي در رمزگشايي پارامترهاي سطح بالاي راه رفتن مانند سرعت و شيب از روي اطلاعات قشر داشتيم. به همين منظور، در اين مطالعه با آموزش موش‌هاي صحرايي براي دويدن بر روي تردميل، سعي در طبقه‌بندي سرعت‌هاي مختلف راه رفتن آن‌ها با استفاده از سيگنال‌هاي قشر حركتي مغز داشتيم. در اين مطالعه از اطلاعات پتانسيل ميدان محلي به دليل حفظ اطلاعات وابسته به حركت در طولاني‌مدت استفاده‌شده است. در مطالعات قبلي صورت گرفته بر روي رمزگشايي پارامترهاي حركتي راه رفتن، در سوژه‌هاي حيواني از اطلاعات اسپايك و در سوژه‌هاي انساني از سيگنال الكتروانسفالوگرام استفاده‌شده است، در اين مطالعه براي نخستين بار از اطلاعات پتانسيل ميدان محلي به‌منظور رمزگشايي گسسته پارامترهاي راه رفتن استفاده‌شده است. اين اطلاعات با استفاده از 3 طبقه‌بندي كننده به‌صورت جداگانه مورد تحليل قرارگرفته و درنهايت بهترين صحت با استفاده از طبقه‌بند بيزين ساده حاصل شد كه براي سه موش صحرايي 93.35% (در حالت 2 سرعته) و 71.82% و 73.99% (در 4 سرعت) بوده است. در ادامه، موش‌هاي صحرايي آموزش ديدند تا در 7 سطح شيب بين 15- تا 15 درجه راه‌رفته و با استفاده از سيگنال مغزي اين دسته‌هاي شيب طبقه‌بندي شدند. بهترين رمزگشايي با استفاده از تفكيك‌كننده مرتبه دوم، انتخاب ويژگي با استفاده از وابستگي آماري و استفاده از توان زير باندهاي ويولت به‌عنوان ويژگي صورت گرفت كه معادل 90.65% و 61.79% (در 7 شيب) در دو موش صحرايي بود. در مطالعاتي كه تاكنون باهدف رمزگشايي پارامترهاي حركتي موش صحرايي انجام‌شده، موش صحرايي با استفاده از بازوي رباتيك به راه رفتن بر روي تردميل وادار شده است، در اين مطالعه براي نخستين بار رمزگشايي پارامترهاي حركتي حين راه رفتن بر روي تردميل، هنگام حركت آزادانه موش صحرايي بر روي تردميل انجام گرفت و تنها از آموزش طولاني‌مدت براي همكاري موش‌هاي صحرايي استفاده‌شده است.

191998

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي پزشكي - بيوالكتريك

دكتر محمدرضا دليري - دكتر وحيد شالچيان