ارائه یک روش بیمفرمری دقیق به منظور آشکارسازي زود هنگام منابع پتانسيل آمادگی حرکتی قبل از وقوع حرکات ارادي با کاربرد در سيستم‌هاي ارتباط مغز-کامپيوتر

آشکارسازی زودهنگام قصد حرکت در حرکات داوطلبانه و به اختیار خود شخص، از روی فعالیت‌های الکتریکی ثبت شده در سطح سر یا الکتروانسفالوگرافی (EEG) ، از جمله موضوعات مهم و کلیدی درسیستم‌های ارتباط مغز-کامپیوتر است. نتایج تحقیقات از 50 سال گذشته بر روی EEG شروع آرام پتانسیلی به نام پتانسیل آمادگی حرکتی (RP یا BP) را از 2 الی 3 ثانیه قبل از شروع حرکت تا لحظه آغاز حرکت نشان می‌دهد. بنابراین تشخیص زودهنگام آن افزایش کارایی، سرعت و دقت سیستم‌‌های ارتباط مغز- رایانه را به دنبال خواهد داشت. از آنجا که EEG ناشی از فعالیت منابع نورونی در سراسر قشر مغز و از نواحی‌های مختلف از جمله شنوایی، حرکتی و ... است، تشخیص دقیق و زودهنگام قصد حرکت، مستلزم روشی برای ورود به فضای منابع نورونی فعال در سطح کورتکس موتوری است. بنابراین امکان دسترسی مستقیم به سیگنال منابع تولیدکننده‌ی سیگنال‌های حرکتی در سطح کورتکس موتوری، فراهم می‌شود.

نوآوری بکاررفته در این تحقیق استفاده ترکیبی از دو روش بیمفرمر (LCMV)  در فضای کورتکس و فیلتر مکانی سطحی در فضای الکترودها به همراه بهینه‌سازی‌های مناسب است، به گونه‌ای که عملکرد بیمفرمر بجای اعمال بر EEG بر EEG فیلتر مکانی شده در سطح الکترودها با هدف افزایش حساسیت به فعالیت منابع نورونی با جهت‌گیری مورد نظر و استخراج صحیح سیگنال منابع پتانسیل آمادگی حرکتی اعمال گردد.

نتایج بدست آمده از 5 فرد سالم نرخ میزان صحت (TPR) 77.1± 2.46 درصد از سیگنال منابع جریان نورونی و 2.89±73.1 درصد از سیگنال‌های الکترودها (EEG) و میزان تشخیص زودهنگام 7.396 ±512.42- میلی‌ثانیه را در فضای منابع نورونی و 252±360.29- میلی‌ثانیه در فضای الکترود، نسبت به شروع حرکت (نشان‌دار با شروع فعالیت سیگنال عضله ) نشان می‌دهد که در مقایسه با نتایج بدست آمده تا به امروز دقت قابل قبولی در تشخیص زودهنگام اراده حرکت بدست می‌دهد.

این پژوهش با استفاده از خدمات آزمایشگاه ملی نقشه برداری مغز انجام شده است و در سال 2017 در IEEE Xplore به چاپ رسیده است.

برای مشاهده منابع کلیک کنید.

اسامی پژوهشگران:

مریم محمودی

بهادر مکی آبادی

حسن خواجه پور

محمدحسین حریرچیان