شماره ركورد
34298
پديد آورنده
مريم سعيدي
عنوان
ارزيابي حافظه كاري با استفاده از الكتروانسفالوگرام و تحليل عملكرد در وظايف شناختي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي پزشكي- بيوالكتريك
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/07/29
استاد راهنما
دكتر محمدرضا دليري
استاد مشاور
استاد مشاور نداشتم.
دانشكده
مهندسي برق
چكيده
حافظه كاري (WM) يك سيستم شناختي حياتي است كه مسئول ذخيرهسازي و دستكاري موقت اطلاعات براي انجام وظايف ذهني پيچيده است. اين حافظه به عنوان يك فضاي كاري ذهني عمل ميكند كه در آن اطلاعات به طور فعال نگهداري و پردازش ميشوند. هدف اصلي اين پژوهش، بررسي و تحليل تغييرات فعاليت الكتروفيزيولوژيك مغز (EEG) در شرايط مختلف بار حافظه كاري و ارائه يك چارچوب يادگيري ماشين براي تشخيص خودكار سطوح اين بار شناختي است. بدين منظور، از يك نسخه اصلاحشده از تسك حافظه كاري ديداري استرنبرگ با سه سطح بار شناختي مجزا (3، 5، و 8 تصوير) استفاده شد. سيگنالهاي EEG ثبتشده از شركتكنندگان مورد پيشپردازش قرار گرفته و ويژگيهاي حوزه فركانس، شامل توان مطلق و نسبي در باندهاي دلتا، تتا، آلفا و بتا، از بازه نگهداري اطلاعات استخراج شدند. نتايج رفتاري نشان داد كه افزايش بار حافظه كاري با كاهش معنادار آماري در صحت پاسخدهي همراه است، بهطوريكه بالاترين صحت در بلوك 3 ( 89%) و كمترين صحت در بلوك 8 ( 72%) مشاهده گرديد. در تحليلهاي الكتروفيزيولوژيك، با افزايش بار شناختي، كاهش معناداري در توان نسبي باند آلفا بهويژه در نواحي پسسري و جداري مشاهده شد كه نشاندهنده فعالسازي قشر مغز براي رسيدگي به بار پردازشي بالاتر است. در نهايت، براي طبقهبندي سطوح بار شناختي، سه مدل يادگيري ماشين (SVM، KNN، DT) در تركيب با روشهاي انتخاب ويژگي مورد ارزيابي قرار گرفتند. بهترين عملكرد با تركيب روش تحليل مؤلفه همسايگي (NCA) و طبقهبند ماشين بردار پشتيبان (SVM) به دست آمد. اين مدل توانست با صحت بسيار بالاي 3.%99، سه سطح بار شناختي را به طور مؤثري از يكديگر تفكيك كند. تحليل ويژگيهاي منتخب نشان داد كه ويژگيهاي مرتبط با باند بتا بيشترين سهم را در اين طبقهبندي ايفا كردهاند.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/10/06
عنوان به انگليسي
evaluation of working memory using electroencephalogram and analysis of performance in cognitive tasks
تاريخ بهره برداري
10/21/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
مريم سعيدي
چكيده به لاتين
Working memory (WM) is a critical cognitive system responsible for the temporary storage and manipulation of information for performing complex mental tasks. This memory acts as a mental workspace in which information is actively maintained and processed. The main objective of this study is to investigate and analyze changes in electrophysiological brain activity (EEG) under different working memory load conditions and to provide a machine learning framework for automatically detecting levels of this cognitive load. For this purpose, a modified version of the Sternberg Visual Working Memory Task with three distinct cognitive load levels (3, 5, and 8 images) was used. EEG signals recorded from participants were preprocessed and frequency domain features, including absolute and relative power in the delta, theta, alpha, and beta bands, were extracted from the information retention interval. Behavioral results showed that increasing working memory load was associated with a statistically significant decrease in response accuracy, with the highest accuracy observed in block 3 (89%) and the lowest accuracy observed in block 8 (72%). In electrophysiological analyses, with increasing cognitive load, a significant decrease in the relative power of the alpha band was observed, especially in the occipital and parietal regions, indicating activation of the cerebral cortex to handle the higher processing load. Finally, for the classification of cognitive load levels, three machine learning models (SVM, KNN, DT) were evaluated in combination with feature selection methods. The best performance was obtained by combining the Neighborhood Component Analysis (NCA) method and the Support Vector Machine (SVM) classifier. This model was able to effectively distinguish the three cognitive load levels from each other with a very high accuracy of 99.3%. Analysis of the selected features showed that features related to the beta band played the largest role in this classification.
كليدواژه هاي فارسي
حافظه كاري , الكتروانسفالوگراف , بار شناختي , توان آلفا , تحليل مؤلفه همسايگي , ماشين بردار پشتيبان , باند بتا
كليدواژه هاي لاتين
Working memory , Electroencephalography (EEG) , Cognitive load , Alpha power , Neighborhood Component Analysis (NCA) , Support Vector Machine (SVM) , Beta band
Author
Maryam Saeedi
SuperVisor
Mohamad Reza Daliri