• شماره ركورد
    26812
  • پديد آورنده

    هادي اسفندياري

  • عنوان
    رمزگشايي وظيفه‌هاي حركتي از روي داده‌هاي fMRI با استفاده از يادگيري عميق
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي پزشكي- بيوالكتريك
  • سال تحصيل
    1398
  • تاريخ دفاع
    1401/2/18
  • استاد راهنما
    محمدرضا دليري
  • دانشكده
    مهندسي برق
  • چكيده
    اطلاعات اساسي مربوط به شرايط مغزي انسان را مي‌توان از طريق تكنيك‌هاي مختلف ارزيابي غيرتهاجمي مانند تصويربرداري تشديد مغناطيسي كاركردي(fMRI) رمزگشايي كرد. رمزگشايي مغز، عملكردي است كه فعاليت‌هاي مغز را به عنوان ورودي و حالت‌هاي مغز را به عنوان خروجي مي‌گيرد و عملكرد آن به اين صورت ارزيابي مي‌شود كه چگونه ارتباط واقعي بين اين دو ماهيت را تقريب مي‌زند به اين ترتيب، در دسته يادگيري ماشين قرار مي‌گيرد و اغلب در چارچوب خاص يادگيري تحت نظارت مورد مطالعه قرار مي‌گيرد. كاوش در فعاليت عصبي مغز انسان مي‌تواند افكار يك فرد را مانند آنچه فرد درك مي‌كند، فكر مي‌كند يا تجسم مي‌كند، آشكار كند. در سال‌هاي اخير روش‌هاي يادگيري عميق مبتني بر شبكه‌هاي عصبي عميق با موفقيت در تجزيه و تحليل داده‌هاي تصويربرداري عصبي مورد استفاده قرار گرفته‌اند. شبكه عصبي پيچشي كه نوعي از شبكه‌هاي عصبي عميق مي‌باشد به كمك يك هسته پيچشي يك ناحيه محلي از نمونه ورودي را پوشش مي‌دهد و در سراسر نمونه حركت مي‌كند تا يك نقشه ويژگي براي لايه‌هاي بعدي ارائه كند. حالت‌هاي حركتي رمزگشايي شده مي‌توانند براي ارائه نوروفيدبك به فرد مورد استفاده قرار گيرند. از طرفي توانايي تطبيق محرك در طول آزمايش fMRI سطح جديدي از انعطاف‌پذيري را فراهم مي‌كند و كاربردهاي بالقوه‌اي در زمينه‌هاي مختلف از جمله بهبود عملكرد، توان‌بخشي و درمان دارد. در اين مطالعه، ما مدلي را بر مبناي شبكه‌هاي عصبي پيچشي پيشنهاد مي‌كنيم كه به طور هم‌زمان از ويژگي‌هاي مكاني و زماني داده‌هاي fMRI براي طبقه‌بندي انواع وظيفه‌هاي حركتي سوژه‌ها به منظور شناسايي رابطه بين رفتار انسان و فعاليت ناحيه‌هاي مختلف مغز استفاده مي‌كند. همچنين با استفاده از نقشه‌هاي فعال‌سازي كلاسي به تحليل و بررسي مدل آموزش ديده مي‌پردازيم و نواحي مغزي مهمي كه در انجام طبقه‌بندي نقش داشتند را تشريح و بررسي مي‌كنيم.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1401/05/02
  • عنوان به انگليسي
    Decoding motor tasks from fMRI data using deep learning
  • تاريخ بهره برداري
    5/8/2023 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    هادي اسفندياري

  • چكيده به لاتين
    Basic information about human brain conditions can be decoded through various non-invasive assessment techniques such as functional magnetic resonance imaging (fMRI). Brain decoding is a function that takes brain activity as input and brain states as output, and its function is eva‎luated by how it approximates the real relationship between the two natures, thus falling into the category of machine learning. It is often studied in a specific context of supervised learning. Exploring the neural activity of the human brain can reveal a person's thoughts as they perceive, think, or visualize. In recent years, deep learning methods based on deep neural networks have been successfully used in the analysis of neural imaging data. A convolutional neural network, which is a type of deep neural network, uses a convolutional core to cover a local area of the input sample and travels across the sample to provide a feature map for subsequent layers. Decoded motor modes can be used to provide neurofeedback to the individual. On the other hand, the ability to adapt the stimulus during the fMRI test provides a new level of flexibility and has potential applications in a variety of fields, including performance improvement, rehabilitation, and treatment. In this study, we propose a model based on convolutional neural networks that simultaneously uses the spatial and temporal properties of fMRI data to classify the types of motor tasks of subjects to identify the relationship between human behavior and activity in different areas of the brain. We also use class activation maps to analyze the trained model and describe the important brain regions that were involved in the classification.
  • كليدواژه هاي فارسي
    تصويربرداري تشديد مغناطيسي كاركردي , رمزگشايي , يادگيري عميق , شبكه‌هاي عصبي پيچشي , نقشه‌هاي فعال‌سازي كلاسي
  • كليدواژه هاي لاتين
    Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) , decoding , Deep Learning , Convolutional Neural Networks , Class Activation Maps
  • Author
    Hadi Esfandyari
  • SuperVisor
    Dr. Daliri