شماره ركورد
34532
پديد آورنده
صدف سلگي
عنوان
استخراج ارتباطات مغزي حين حركت دست با استفاده از ريز حالت ها
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي پزشكي گرايش مهندسي عصبي- شناختي
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/07/28
استاد راهنما
عباس عرفانيان اميدوار
استاد مشاور
احسان دارستاني فراهاني
دانشكده
مهندسي برق
چكيده
ريزحالتهاي مغزي به عنوان الگوهاي كوتاه مدت و پايدار فعاليت الكتروفيزيولوژيك، ابزار ارزشمندي براي
مطالعه ديناميك هاي زماني و سازماندهي فعاليت هاي عصبي محسوب مي شوند. اين الگوها كه نخستين بار
1 شناسايي شدند، بيانگر حالت در سيگنالهاي الكتروانسفالوگرافي
هاي گذراي فعاليت نوروني هستند كه
توالي و تغيير آن ها بازتابي از فرآيندهاي حسي، شناختي و حركتي به شمار مي رود. استفاده از روش هايي
2 با وضوح باالتر همچون الكتروكورتيكوگرافي
امكان بررسي دقيق تر ريزحالتها و درك عميقتر سازوكارهاي
عصبي را فراهم مي سازد.
هدف اين پژوهش، اساتخراج و تحليل ريزحالتها از سايگنالهاي ECoG ثبتشاده در حين اجراي حركت
دست و بررسي ارتباط آنها با مراحل مختلف فعاليت حركتي است. در اين راستا سه گام اصلي دنبال شد:
،4 پوشااش5 ، ميزان وقوع 3 نخساات، ارزيابي ويژگيهاي كالساايك ريزحالتها شااامل مدتزمان
و واريانس
6 تبيينشاده كلي
در فازهاي پيشحركتي و حركتي؛ دوم، تحليل ديناميك زماني ريزحالتها و نقش آنها
در بازنمايي فعاليتهاي عصابي مرتبط با حركت؛ و ساوم، اساتخراج و بررساي ريزحالتها در فازهاي مختلف
حركت در باندهاي فركانسي متفاوت با بهرهگيري از تحليل زمان_فركانس.
ريزحالتهاي عمومي مانند ريزحالت اول در هر دو ميمون بهصاورت پايدار حضاور داشاتند و نقش حالت
زميناهاي را ايفا كردند، در حاليكه ريزحالتهاي اختصااااصاااي تنها در فاز حركت داهر شااادند و بيانگر
درگيري شاابكههاي عصاابي ويژهي اجراي حركت بودند. همچنين تحليل طيفي نشااان داد كه باندهاي
آهساتهتر )تتا–آلفا و بتا( با ساركوب توان و باندهاي ساريعتر )گاما و فركانسهاي باالي ECoG )با افزايش
توان همراه بودند .
بهطور كلي، اين يافتهها تصااويري منسااجم از تعامل ميان ديناميكهاي زماني، مكاني و فركانسااي قشاار
حركتي ارائه ميدهند و نشااان ميدهند كه شاابكههاي قشااري در عين حفپ پايداري، از انعطافپذيري
باااليي در پااساااخ باه نياازهااي حركتي برخوردارناد. افزون بر اين، اساااتفااده از روش نوآوراناهي اساااتخراج
ريزحالت از دادههاي ECoG رويكردي تازه براي تحليل فعاليتهاي حركتي مغز فراهم كرده است.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/11/18
عنوان به انگليسي
Extraction of Brain Activity During Hand Movement Using Microstates
تاريخ بهره برداري
10/20/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
صدف سلگي
چكيده به لاتين
Brain microstates, as short-term and quasi-stable patterns of electrophysiological activity,
provide a valuable framework for investigating the temporal dynamics and organization of
neural processes. Initially identified in electroencephalography (EEG) signals, these patterns
represent transient states of neuronal activity whose sequence and transitions reflect sensory,
cognitive, and motor processes. The use of higher-resolution recording techniques such as
electrocorticography (ECoG) enables a more precise examination of microstates and a deeper
understanding of the underlying neural mechanisms.
The aim of this study was to extract and analyze microstates from ECoG signals recorded
during hand movement tasks and to examine their relationship with different phases of motor
behavior. To achieve this goal, three main steps were followed: (1) evaluation of classical
microstate parameters—including duration, occurrence rate, temporal coverage, and global
explained variance (GEV)—across pre-movement and movement phases; (2) analysis of the
temporal dynamics of microstates and their role in representing movement-related neural
activity; and (3) extraction and investigation of frequency-specific microstates in different
behavioral phases using time–frequency analysis.
The results demonstrated that cortical activity during hand movement comprises both stable
and dynamic microstate patterns that are reorganized during the transition from pre-movement
to movement phases. General microstates, such as the first microstate, were consistently
expressed in both monkeys and acted as background states, whereas movement-specific
microstates emerged exclusively during the movement phase, reflecting the engagement of
task-related neural networks. Spectral analysis further revealed that slower frequency bands
(theta–alpha and beta) exhibited power suppression, while faster bands (gamma and highfrequency ECoG) showed power enhancement.
Overall, these findings provide an integrated view of the spatio-temporal–spectral interactions
within the motor cortex and suggest that cortical networks, while maintaining stability, exhibit
considerable flexibility in adapting to motor demands. Moreover, the application of an
innovative microstate extraction approach to ECoG data introduces a novel framework for
analyzing motor-related brain activity and may pave the way for future advancements in
brain–computer interfaces, neurorehabilitation, and early detection of motor disorders.
كليدواژه هاي فارسي
ريزحالت , الكتروكورتيكوگرافي
كليدواژه هاي لاتين
microstate , Electrocorticography
Author
Sadaf Solgi
SuperVisor
Dr. Erfanian