• شماره ركورد
    30144
  • پديد آورنده

    نكيسا نورزادگان

  • عنوان
    ارزيابي اثرات سن افراد بر روي ويژگي‌هاي ارتباطات موثر مغزي با استفاده از داده‌هاي fMRI
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي پزشكي- بيوالكتريك
  • سال تحصيل
    1399
  • تاريخ دفاع
    1402/6/26
  • استاد راهنما
    دكتر دليري - دكتر سبزپوشان
  • دانشكده
    برق
  • چكيده
    با افزايش سن، تغييراتي در مغز ايجاد مي‌شود. پيري انسان معمولا باعث اختلال در عملكردهاي گوناگون مغز او مانند توانايي حركتي، شناختي، سرعت پردازش و حافظه مي‌گردد. با توجه به افزايش شمار انسان‌هاي سالخورده در جوامع، نياز به مطالعات در زمينه‌ي تغييرات مغز با افزايش سن به خوبي احساس مي گردد. در اين پژوهش در پاسخ به نياز بالا، به بررسي ارتباطات موثر مغزي گروه‌هاي سني با استفاده از تصويربرداري تشديد مغناطيسي عملكردي در حالت استراحت پرداخته مي‌شود. با اين هدف كه درك بهتري از تغييرات مغز با افزايش سن بدست آيد. در اين تحقيق از داده‌هاي طول عمر پروژه كانكتوم انسان (HCP) در سه گروه سني استفاده مي‌كنيم و با استفاده از نظريه گراف الگوهاي ارتباطات موثر پويا مغز در سنين مختلف، را بررسي مي‌كنيم. براي محاسبه شبكه‌هاي ارتباطات پويا با روش پنجره‌گذاري لغزنده، از روش عليت گرنجر استفاده مي¬نماييم. پس از استخراج ويژگي‌هاي گراف، براي مقايسه گراف‌هاي گروه‌هاي سني آناليزهاي آماري انجام مي‌گيرد. سپس نتيجه‌گيري مي‌شود كه آيا تفاوت معناداري بين گروه‌ها وجود دارد يا خير. براي يافتن تمايز ميان گروه‌هاي سني، با كمك تحليل كروسكال‌واليس و امتياز فيشر بهترين ويژگي‌هاي تمايزدهنده گروه‌هاي سني انتخاب مي‌گردد و كار طبقه‌بندي با روش طبقه‌بند ماشين بردار پشتيبان و درخت تصميم‌گيري انجام مي‌شود. با توجه به نتايج بدست آمده مي‌توان قضاوت نمود كه تفاوت معناداري بين الگوهاي ارتباطات موثر پويا مغزي در بين سه گروه سني وجود دارد. بگونه‌اي كه در آناليزهاي اماري بدست آمده در شبكه‌ ارتباطات گروه‌هاي سني مختلف، ضريب طبقه‌بندي منفي (ناسازگار) ديده شد. كارايي كلي شبكه روند كاهشي و انتقال‌پذيري روند افزايشي را با بالارفتن سن نشان داد. طبقه‌بند درخت تصميم‌گيري با انتخاب ويژگي كروسكال واليس دقت 86.6 ٪ را نشان داد. ويژگي درجه ورودي، مركزيت بينابيني، ضريب جريان و ضريب خوشه‌بندي معيارهاي گراف پرتكرار در پروسه تصميم‌گيري هستند كه قابليت تمايز گروه‌هاي سني را دارند. نواحي شكنج پيشاني فوقاني چپ، پوتامن چپ و راست، كرمينه مخچه‌اي4-5 و 3 ، شيار كلكارين راست و اوربيتوفرونتال داخلي راست در اطلس AAL، نواحي تاثيرگذار در طبقه‌بندي گروه‌هاي سني مي‌باشند. نتايج اين تحقيق نشان مي‌دهد كه تغييرات ارتباطات موثر مغز در گروه‌هاي سني مختلف مي‌تواند به عنوان ابزاري براي شناخت تغييرات عملكرد مغز با افزايش سن به كار گرفته شود.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1402/08/11
  • عنوان به انگليسي
    eva‎luating the effects of people's age on the brain effective connectivity features using fMRI data
  • تاريخ بهره برداري
    9/16/2024 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    نكيسا نورزادگان

  • چكيده به لاتين
    With increasing age, changes occur in the brain. Aging generally disrupts various brain functions such as motor skills, cognitive abilities, processing speed, and memory. Given the increasing number of elderly individuals in societies, there is a strong need for studies on age-related brain changes. In response to this demand, this research focuses on examining the effective connectivity in different age groups using resting-state functional magnetic resonance imaging (rs-fMRI). The aim is to gain a better understanding of age-related changes in the brain. In this study, we utilize the lifespan data of the Human Connectome Project (HCP) in three age groups and examine effective connectivity in different age ranges using graph theory. The Granger causality method with sliding window was employed to calculate dynamic effective connectivity (dEC). After extracting graph features, statistical analyses were performed to compare the age groups. Subsequently, conclusions are drawn on whether significant differences exist between the groups. Discriminative features were selected using the Kruskal-Wallis test and Fisher score. Support vector machine and decision tree classifiers were used to classify the different age groups based on the extracted graph features. Based on the obtained results, it can be concluded that there are significant differences in the effective connectivity among the three age groups. In the connectivity networks of different age groups, a negative assortativity coefficient (disassortativity) was observed. The global efficiency exhibited a decreasing trend and the transitivity feature showed an increasing trend with the advancing age. The decision tree classifier showed an accuracy of 86.6% with Kruskal-Wallis selected features. In-degree, betweenness centrality, flow coefficient, and clustering coefficient were the most discriminative graph measures in the feature selection process, capable of distinguishing different age groups. Regions of the left superior frontal gyrus, left and right putamen, vermis 4-5 and 3, right calcarine sulcus, and right medial orbitofrontal cortex in the AAL atlas were influential in classifying age groups. This study demonstrates that changes in effective connectivity in different age groups can serve as a tool for better understanding brain function.
  • كليدواژه هاي فارسي
    تصويربرداري تشديد مغناطيسي عملكردي , پروژه كانكتوم انسان , ارتباطات موثر مغزي , افزايش سن
  • كليدواژه هاي لاتين
    Functional magnetic resonance imaging؛ , human connectome project , effective connectivity , ageing
  • Author
    Nakisa Nourzadegan
  • SuperVisor
    Dr. Mohammad Reza Daliri , Dr. S.H Sabzpoushan