22147

رمزگشايي پارامترهاي رفتاري از روي سيگنال هاي EEG در آزمون حافظه ي كاري

كارشناسي ارشد

بيوالكتريك

1399/3/31

دكتر محمدرضا دليري

برق

مطالعات بسياري نشان داده‌اند كه اطلاعات به‌دست‌آمده از سيگنال‌هاي مغزي همچون الكتروانسفالوگرافي مي‌توانند به پژوهشگران در فهم بهتر ماهيت فعاليت‌هاي شناختي كمك كنند. حافظه يكي از مهم‌ترين فرآيندهاي شناختي ست. از پس پردازش‌هاي گوناگوني كه در مغز صورت مي‌گيرد، خروجي به نام رفتار وجود دارد. لذا پارامترهاي رفتاري ثبت‌شده حين يك آزمون (كار) خاص مي‌توانند راهي براي رمزگشايي از اتفاقات رخ‌داده در مغز باشند. در اين پژوهش، پارامترهاي رفتاري زمان واكنش و خطاي ساكاد ثبت‌شده از 19 فرد سالم با 20 كانال مغزي الكتروانسفالوگرافي در حين انجام آزمون ساكاد هدايت‌شده‌ي حافظه بررسي شد. هدف از پژوهش حاضر، رمزگشايي اين پارامترهاي رفتاري از روي سيگنال‌هاي مغزي در حين انجام آزمون موردنظر است. بدين منظور زمان واكنش شركت‌كنندگان در اين پژوهش، در دو گروه زمان واكنش سريع و آهسته قرارگرفته‌اند. پس از استخراج ويژگي‌هاي مختلف از سيگنال مغزي، با استفاده از تست آماري ويژگي‌هاي بهتر را انتخاب كرده و درنهايت طبقه‌بندي اين دو گروه با استفاده از روش‌هاي موجود براي طبقه‌بندي صورت گرفت. نتايج به‌دست‌آمده نشان مي‌دهند كه با استفاده از روش ارزيابي متقابل Leave one out طبقه بند SVM توانست اين دو گروه زمان واكنش سريع و آهسته را با درصد صحت 78.57 درصد طبقه‌بندي كند. در هدف دوم اين پژوهش، به بررسي پارامتر رفتاري خطاي ساكاد در دو حالت مختلف موجود در نوع نمايش محرك به كاربران در مرحله‌ي مشاهده‌ي محرك و اثر آن بر خطاي ساكاد در دو حالت مشاهده‌ي محرك‌ها در دايره‌اي به شعاع 6 درجه و شعاع 12 درجه پرداختيم؛ كه نتايج اين بخش نشان دادند كه پارامتر رفتاري خطاي ساكاد به ازاي حالتي كه محرك‌ها در دايره‌ي كوچك‌تري قرار دارند به‌طور معناداري كمتر از حالت دايره‌ي بزرگ‌تر است.(تست آماري Wilcoxon signed rank test, P-value<0.05) نتايج اين پژوهش به‌طوركلي نشان مي‌دهند كه با استفاده از سيگنال مغزي در بازه‌ي حافظه‌ي آزمون ساكاد هدايت‌شده‌ي حافظه مي‌توان پارامتر رفتاري زمان واكنش را رمزگشايي كرد.

1399/04/29

Decoding Behavioral Parameters from EEG Signals while Performing a Working Memory Task

6/21/2021 12:00:00 AM

Working memory is considered as a system with a finite capacity that can save information temporarily and utilize it for further processing. Woking Memory also helps maintain information in an active state so that the information can be used for guiding the forthcoming behavior. Here, we used a changed version of the working memory-guided saccade paradigm. First, Subjects fixated on a fixation point. A cue stimulus appeared in the visual phase. The location of the target in the visual phase was randomly chosen of 12 possible loci. Then, the stimulus disappeared and they maintained fixation throughout the delay period (Memory Phase). Afterward, the white cross was removed and the subjects were asked to make a saccade to the remembered target point.The main hypothesis of this research is that the time of delay in response or reaction to saccade to a maintained item in working memory can be predicted on the basis of electroencephalographic activity prior to the saccade phase. To test the aforementioned hypothesis, we conducted an EEG-Eye tracking experiment in which the electroencephalographic activity and the eye-tracking signal of 19 healthy subjects were recorded. The present study demonstrates for the first time that it is possible to predict reaction times on the basis of EEG data. Using a SVM classifier, we could classify two classes of fast and slow reaction times with the classification accuracy of 78.57%.