عنوان پایان‌نامه
مقایسه ارتباطات مغزی درافراد الکلی و سالم با استفاده از داده های EEG و روش علیت گرنگر(Granger)
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق- مهندسی پزشکی - بیوالکتریک
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E2053;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 53441;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2053
- تاریخ دفاع
- ۲۰ تیر ۱۳۹۱
- دانشجو
- دانش شهنازیان
- استاد راهنما
- غلامعلی حسین زاده دهکردی
- چکیده
- تاثیر مصرف طولانی مدت و زیاده از حد الکل بر کارکرد مغز از جهات مختلفی شایان توجه است. شناخت مناطقی که از این ماده تاثیر پذیرفته اند، به ما کمک می کند درک بهتری از چگونگی کارکرد مناطقی که در ایجاد فرآیندهای شناختی نقش دارند داشته باشیم. از سوی دیگر، بررسی تاثیر الکل بر مغز ممکن است به پیدا کردن درمانهای بهتری برای افراد الکلی نیز منجر شود. در این تحقیق می¬خواهیم تاثیر الکل بر شبکه های ارتباطی بین مناطق مغز را بررسی کنیم. برای این منظور داده¬های ثبت شده EEG در حین یک task بینایی را مورد بررسی قرار می¬دهیم. برای پیدا کردن چگونگی ارتباطات بین مناطق مختلف از روش علّی گرنجر استفاده خواهیم کرد. این روش برهمکنش¬های علت و معلولی بین نواحی مختلف مغز را بدون استفاده از مدل و پیش فرض مورد بررسی قرار می دهد. پیاده¬سازی روش گرنجر بر روی داده¬هایی که کانال¬های زیادی دارند، با مشکلات فراوانی روبرو است. در این تحقیق سعی کردیم راهبردی سیستماتیک برای حل این مشکلات ارائه کنیم. در همین راستا در این پایان¬نامه روش جدیدی برای پیاده¬سازی روش گرنجر شرطی ارائه شده است که سرعت بیشتری نسبت به روش¬های قبلی دارد. برای ارزیابی میزان دقت این روش در این پایان نامه شبیه سازیی ترتیب داده شده است. در این شبیه سازی روش پیشنهادی نسبت به روش های دیگر دقت بالاتری نشان داده است. نتایج این تحقیق نشان می¬دهد که تفاوت¬های شدیدی در برهمکنش¬های علّی مناطق مغز بین افراد الکلی و افراد سالم وجود دارد. از میان حدود 15 ارتباط علّی تشخیص داده شده برای هر گروه تنها 2 تای آن¬ها در هر دو گروه موجود بودند. بررسی مولفه¬های فرکانسی روش گرنجر نیز نشان می¬دهد که خواص فرکانسی ارتباطات علّی در هر گروه با گروه دیگر تفاوت دارد. تا جایی که ما اطلاع داریم هیچ مطالعه ای بر روی تاثیر الکل بر ارتباطات علت و معلولی بین نواحی مغز انجام نشده است، امیدواریم این تحقیق زمینه ساز تحقیقات بعدی درباره اثر الکل بر شبکه های ارتباطی بین مناطق مختلف مغز باشد.
- Abstract
- The influence of long-term use of alcohol on the brain is important from many aspects. Determining the regions which are affected by it can help us to have a better understanding of the regions related to cognitive processes. On the other hand, investigating the effect of alcohol on the brain may lead to better remedies for alcoholic patients. In this research we want to investigate the effect of alcohol on brain networks.To this end, we analyze the EEG data recorced during a visual task. In order to find how different regions interact, we use the Granger causality method. This method explores the causal interactions of brain regions without using presumptions or models. Applying the Granger causality method on the multivariate time-series of high number of regions has always been a problematic task. In this research, we tried to find a systematic approach for solving this problem. We developed a new method for applying the conditional Granger causality which is faster than the previous versions. For evaluating the accuracy of this method, we designed a simulation in which the proposed method's results was of higher accuracy. The results of this research show that there are a lot of differences in the brain causal networks between alcoholic and control subjects. From approximately 15 causal interactions detected in each groups, only three of them were identical. Investigating the frequency decomposition of this causal relations shows that the frequency characteristics of causal interactions alcohol patients is different from that of control subjects. To our knowledge, there has been no other research on the subject of the effect of alcohol on the brain causal relations. We hope that this research would tempt others to do research on this subject. Keywords:EEG, connectivity component analysis, , Backward edge elimination
