تفکیک پاسخ های مغزی به تحریکات مکانیکی سوماتوسنسوری تک نقطه ای و دو نقطه ای انگشت اشاره به کمک ثبت همزمان و آنالیز سیگنال های EEG

در این تحقیق از سیگنال EEG به عنوان یک ابزار قدرتمند در حوزه علوم اعصاب برای شناخت و ارزیابی کارکرد گیرنده های حسی پوست و اعصاب آوران و نهایتا عملکرد مغز استفاده شده است. همزمان با تحریکات مکانیکی سوماتوسنسوری، سیگنال های EEG نیز ثبت و سپس آنالیز می شوند. بدین منظور یک دستگاه مکاترونیکی طراحی و ساخته شد که توسط سوزن های تعبیه شده غیر تیز با قابلیت تغییر فاصله بین آنها، ضرباتی را به عنوان تحریکات مکانیکی بر نقاطی از پوست بند اول انگشت اشاره دست راست سوژه ها (سمت کف دست) وارد می نماید. تعداد ۴ داوطلب ( ۲۹-۲۷ سال) در این آزمایش شرکت نمودند. درحالیکه چشمان آنها بسته بود، سیگنال های EEG این افراد از کانال های CP۱ و CP۵ در ۵ حالت تحریکی مختلف به شرح زیر ثبت گردید: ۱- بدون تحریک مکانیکی، ۲- تحریک تک نقطه ای، ۳- تحریک همزمان دو نقطه به فاصله ۲ میلیمتر، ۴- تحریک همزمان دو نقطه به فاصله ۶ میلیمتر و ۵- تحریک همزمان دو نقطه به فاصله ۱۰ میلیمتر. آنالیز داده های بدست آمده EEG در نرم افزار MATLAB انجام گردید. به کمک الگوریتم موجک، ویژگی هایی استخراج شد و توسط آزمون t-test ارزیابی ویژگی ها صورت پذیرفت. برای طبقه بندی داده ها نیز از طبقه بند ماشین بردار پیشتیبان (SVM) با کرنل خطی و کرنل RBF استفاده گردید. برای این طبقه بندی، دو حالت در نظر گرفته شد: ۱- پنج کلاس مختلف متناسب با ۵ حالت ثبت فوق، ۲- سه کلاس مختلف با ادغام ثبت های دو نقطه ای (حالات ۳ تا ۵) در یک کلاس. در هر دو حالت بهترین دقت طبقه بندی با کرنل RBF حاصل شد. برای حالت اول، دقت طبقه بندی ۸۲/۵% و برای حالت دوم دقت ۹۵% بدست آمد.

Keywords:

سیگنال EEG , تحریک مکانیکی سوماتوسنسوری , الگوریتم موجک , ماشین بردار پشتیبان