تحلیل مبتنی بر فرکتال تأثیر تغییرات الگوهای ریتمیک موسیقی بر مغز انسان

تحلیل رفتار انسان یکی از موضوعات مهم تحقیقاتی در علوم اعصاب است. پژوهش های متعددی نشان داده اند که رفتار انسان با فعالیت مغز او مرتبط است. به این ترتیب، تجزیه و تحلیل فعالیت مغز انسان، می تواند مبنایی برای تجزیه و تحلیل رفتار او باشد. الکتروانسفالوگرافی (EEG) به عنوان یکی از معروف‌ترین روش‌ها برای اندازه‌گیری فعالیت مغز، سیگنال نامنظمی تولید می‌کند که دارای ویژگی فرکتالی است. این مطالعه رابطه بین ساختار فرکتال (پیچیدگی) سیگنال EEG انسانی و محرک های شنوایی اعمال شده را نشان می دهد. برای این منظور طیفی از محرک های شنیداری با الگوهای ریتمیک متفاوت انتخاب شده و نشان داده می شود که ساختار فرکتال سیگنال EEG انسان به طور قابل توجهی بر اساس الگوهای ریتمیک مختلف تغییر می کند.

تئوری فرکتال، یک رویکرد مفید برای مطالعه ویژگی های مقیاس بندی سری های زمانی و الگوهای مختلف زیست پزشکی است. فرکتال یک پدیده طبیعی یا یک مجموعه ریاضی است که یک الگوی تکرار شونده را نشان می دهد که در هر مقیاسی قابل مشاهده است (خود متشابه). یعنی اگر مجموعه به اجزای کوچکتری شکسته شود، باز هم از پیچیدگی های اندازه اصلی خود برخوردار است.

نتایج نشان داد که تجزیه و تحلیل فرکتال می تواند تفاوت در واکنش های مغز به تغییرات الگوی ریتمیک در موسیقی را تشخیص دهد. رفتار مشاهده شده در این تحقیق را می توان از طریق سیستم عصبی شنوایی توضیح داد. هنگامی که انسان یک محرک شنوایی را می شنود، ارتعاش صدا به فعالیت الکتریکی در رشته های عصبی تبدیل می شود که به مغز منتقل شده و بر این اساس مغز صدا را درک می کند. بنابراین، بر اساس نتیجه این مطالعه، هنگامی که الگوی ریتمیک موسیقی تغییر می‌کند، قدرت پیامی که به مغز ارسال می‌شود نیز تغییر می‌کند، که بر این اساس باعث تغییر در پیچیدگی پاسخ مغز (سیگنال EEG) می‌شود.

اگرچه هدف اصلی این تحقیق بررسی رابطه بین تغییرات سیگنال EEG و الگوهای ریتمیک محرک های شنوایی بود، اما بر اساس کارهای انجام شده در مورد تجزیه و تحلیل تأثیر محرک های بیرونی بر عملکرد انسان مانند راه رفتن، می توان رابطه بین پیچیدگی سیگنال EEG و اعمال انسان که تحت تأثیر محرک های خارجی قرار می گیرند را نیز مطالعه نمود. اگر بتوان همبستگی مناسب را پیدا کرد، می‌توان رابطه بین فعالیت مغز انسان و رفتار او را در صورت وجود محرک‌های مختلف توضیح داد.

این پژوهش با استفاده از خدمات آزمایشگاه ملی نقشه برداری مغز انجام شده است و در سال 2018 در Fractals به چاپ رسیده است.

برای مشاهده منبع کلیک کنید.

اسامی پژوهشگران:

ژاله محمدعلیپور

رضا خسروآبادی

حمیدرضا نماز