18641

۱۸۶۴۱

ارزيابي رشته هاي اسپايك قشر موتوري در موش صحرايي

كارشناسي ارشد

مهندسي پزشكي

دي ماه ۱۳۹۶

دكتر محمدرضا دليري

برق

در چند دهه ي اخير، واسط هاي مغز كامپيوتر موردتوجه خاصي واق شده اند و مطالعام فراواني در اين - زمينه انجام شده است. در اين واسط ها از سيگنال هاي مغزي استفاده مي شود كه توسط الكترودهاي كاشته شده روي جمجمه، روي قشر مغز و يا درون آن ، ث ت مي شوند. اين سيگنال ها توسط الگوريتم هاي رمزگشايي مختلف پردازش مي شوند و سپس از آن براي كنترل دستگاه هاي پروتزي و يا انجام وظايف مختلف استفاده مي شود. اين دستاورد به بيماران ناتوان يا فلج، در برقراري ارت اط با دنياي بيرون، كمك مي كند. در اين مطالعه، متغير نيرو توسط الكترودهاي كاشته شده در قشر حركتي موش صحرايي در حين انجام وظيفه ي حركتي رمزگشايي شده است. هم زمان با ث ت سيگنال هاي مغزي توسط آرايه ي 66 الكترودي، نيروي واقعي دست موش صحرايي توسط سنسور نيرو به صورم جداگانه ث ت شده است. روند كلي اين مطالعه به اين صورم است كه ابتدا پيش پردازش هاي لازم مانند اعمال فيلترهاي مختلف براي كاهش نويز و آماده سازي سيگنال به منظور استخراج ويژگي انجام شده است. سپس ويژگي هاي مناسب كه در اينجا نرخ هاي فايرينگ نورون ها مي باشد، استخراج گشته اند. دو الگو براي انتخاب مجموعه ي آموزشي و تست در نظر گرفته شده است. در الگوي اول، از 67 درصد اوليه سيگنال به عنوان مجموعه آموزشي و 07 درصد انتهايي سيگنال به عنوان مجموعه تست استفاده شده است و الگوي دوم عكس الگوي اول مي باشد. درنهايت از دو الگوريتم رمزگشايي شامل رگرسيون خطي و ش كه ي عص ي پرسپترون چندلايه با قانون يادگيري دلتا بار دلتا استفاده شده است و كارايي روش ها با دو معيار ضريب هم ستگي و ضريب تعيين مورد ارزيابي - - قرار گرفته اند و مقايسه شده اند. در اين مطالعه ضريب هم ستگي و ضريب تعيين بين سيگنال نيروي واقعي و سيگنال نيروي ث ت شده توسط الكترودهاي كاشته شده بر روي قشر حركتي، در روش رگرسيون خطي به صورم ميانگين در سه جلسه و سه رم به ترتيب، برابر است با 75.6 r= و 7527 2 براي الگوي اول و 75.. r= و 7597 2 براي الگوي دوم. نتايج دو معيار مذكور با استفاده از روش ش كه ي عص ي پرسپترون يك لايه با . 6 نورون به صورم ميانگين در 9 جلسه براي سه رم به ترتيب برابر است با 7500 r= و 7500 2 براي الگوي اول و 7507 r= و 7509 2 براي الگوي دوم. اين نتايج نشان مي دهد كه استفاده از ش كه ي عص ي پرسپترون با قانون يادگيري دلتا بار دلتا از كارايي بيش تري نس ت به روش رگرسيون خطي - - در رمزگشايي متغير پيوسته ي نيرو برخوردار است.

1397/01/20

4/9/2018 12:00:00 AM

During the last two decades, brain computer interface has received increasing attention. The reason being, that brain signals recorded with multiple electrodes pasted on scalp or implanted inside the brain, are regarded as a communication channel with high potential for the control of prosthetic devices. In this study, the force variable is decoded by electrodes implanted in the rat's motor cortex during motion task. Simultaneously with the recording of brain signals by an electrode array, the real force of the rat's hand is recorded separately by a force sensor which is embedded on the moving arm. The steps of this study include preprocessing such as applying different filters to reduce noise and prepare the signal for feature extracting phase.Then, the firing rates of the all neurons are extracted as feature vectors. Finally, two decoding algorithms including linear regression and one-layer perceptron neural network have been used and the efficiency of the methods has been evaluated and compared with the two metrics, coefficient of correlation and coefficient of determination. In this study, the coefficient of correlation and coefficient of determination between the desired force and predicted force which is recorded by the electrodes implanted in the motor cortex, in linear regression method, in average of three sessions for three rats, is equal to r=65.0 and 2 6 06 for the first pattern and r=65.. and 2 6 06 for the second pattern respectively. The results of these two metrics are calculated using the one-layer perceptron neural network method in average of three sessions for three rats are equal to r=6504 and 2 6 44 for the first pattern and r= 6506 and 2 6 40 for the second pattern respectively