19514

۱۹۵۱۴

هدايت رت بات به وسيله تحريك عمقي مغز

كارشناسي ارشد

مهندسي پزشكي - بيو الكتريك

۱۳۹۴-۱۳۹۷

۱۳۹۷/۰۷/۱۱

دكتر محمدرضا دليري

برق

تحريك عمقي مغز روشي درماني-كاربردي و داراي اثربخشي اثبات شده در كاربردهاي مختلفي است. يكي از اين كاربردها هدايت رت بات (موش صحرايي روباتي) است. هدايت رت بات براي مقاصدي كه انسان ها قادر به انجام آن نبوده يا برايشان خطرآفرين است صورت مي گيرد. هدايت با ايجاد حركت غيرارادي به كمك تحريك عمقي ناحيه هسته هاي وسطي-پشتي شكمي (VPM) امكان پذير است. براي تكميل هدايت از آموزش حركت رو به جلو بهره گرفته شده كه اين آموزش به كمك اعمال محدوديت آب و غذا صورت پذيرفته است. الكترود به صورت دستي و با به كارگيري مفتول نيكروم و كانكتور مناسب ساخته شده است. جراحي براي كاشت آن صورت گرفته و رت مرحله بهبودي را پشت سر گذاشته است. در مرحله بعد، استخراج حداقل پارامترهاي تحريك براي هدايت رت بات صورت گرفته است. در ادامه، آموزش آن در پيچ راه T-شكل انجام شده و سپس آزمون به عمل آمده است. تعداد 5 رت پس از بهبودي از عمل جراحي، در اثر تحريك هر دو سمت چرخيده اند. اما 3 رت به ازاي تحريك هر يك از دو طرف مغز تنها به يك طرف مي چرخيده اند و براي عمليات هدايت مناسب نبوده اند. 2 رت بات كليه مراحل را با موفقيت گذرانده و مبدل به رت بات گرديده اند. در مرحله آزمون، موفقيت اين هدايت بررسي گشته است. ميزان موفقيت بر اساس تعداد چرخش صحيح و به اتمام رساندن مسير، به نسبت تعداد كل تلاش هاي صورت گرفته است. اين پنج رت عملكرد چرخش درجاي 100% داشته اند، بدين معنا كه به تمامي تحريك ها پاسخ مي داده اند، اما تنها دو رت توانايي هدايت شدن را داشته اند كه قابليت هدايت شان در پيچ راه T-شكل سنجيده شده است. نتايج نشان مي دهد كه عملكرد دو رت در هدايت به ترتيب 96% و 86% بوده و مي توان اين دو را به خوبي هدايت نمود. پارامترهاي تحريك تقريباً مشابه ساير پژوهش هاي انجام گرفته براي هدايت رت بوده كه اين پژوهش ها بر روي نواحي ديگري به غير از VPM كار كرده اند. پارامترها در برخي موارد كمتر و در برخي بيش تر از مقادير ارائه شده در اين پژوهش ها بوده است.

1397/07/24

Rat-bot Navigation by Deep Brain Stimulation

10/3/2019 12:00:00 AM

Deep Brain Stimulation (DBS) is a medical-applied method that has many proved effects in different applications. One of these applications is the rat-bot navigation. Rat-bot navigation is being used for some special purposes that humans cannot do it or they are harmful for them. Unwanted movement is possible by the DBS of the Ventral Posteromedial Nucleus (VPM). To complete the navigation process, the rats were trained for forward movement using water and food restrictions. The electrodes are made manually using nichrome wires and suitable connectors. Surgeries are implemented and rats have had at least 7 days for recovery. Next, the least stimulation parameters, suitable to navigate the rats, are obtained. The next phase was to train the rats in a T-shape maze. In the test stage, the navigation performances are calculated in the same maze. Five rats have rotated in reaction to the stimulations. Three of them rotated the same direction due to different stimulation targets. Therefore, they were not suitable for navigational tasks. Two rat-bots successfully finished all the stages. The success rate was investigated in the test sessions. The success rate is calculated based on the number of correct rotations in relation to the total trials. All the 5 rats have the 100% in place performance in rotation due to the stimulations, but only 2 of them were assessed in the navigational tasks. The results show that the rats can be navigated with the high performance of 96% and 86% respectively. The stimulation parameters are nearly similar to the previous studies’, sometimes lower in some items, and sometimes higher. However, these studies have studied other areas (not VPM).