Μοντελοποίηση Ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος Με Χρήση Στοιχειωδών Ηλεκτρικών Πηγών

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία αποσκοπεί στην ανάπτυξη μιας μεθόδου αξιολόγησης και απεικόνισης εγκεφαλικών σημάτων προερχόμενων από πειραματικές μετρήσεις Ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος, με χρήση ισοδύναμων στοιχειωδών ΗΜ πηγών. Οι προτεινόμενες μεθοδολογίες εφαρμόζονται σε σήματα Ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος (ΗΕΓ) ηρεμίας και σε Εγκεφαλικά Προκλητά Δυναμικά (Π.Δ.). Παράλληλα γίνεται προσπάθεια μελέτης και αξιολόγησης της επίδρασης Η/Μ ακτινοβολίας διαφορετικών χαρακτηριστικών και παραμέτρων στα ηλεκτρικά σήματα του εγκεφάλου. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα εγκεφαλικών σημάτων παρουσία Η/Μ ακτινοβολίας από προγενέστερα πειράματα, αλλά και από ένα πείραμα καταγραφής ΗΕΓ χωρίς επίδραση Η/Μ ακτινοβολίας. Στη συνέχεια, τα δεδομένα που συνελέγησαν από τις πειραματικές μετρήσεις επεξεργάστηκαν και αναλύθηκαν με διάφορες τεχνικές. Αρχικά, χρησιμοποιήθηκαν γνωστές και καθιερωμένες στατιστικές μέθοδοι για την ανάλυση των κορυφών των εγκεφαλικών σημάτων που προήλθαν από τα πειράματα μελέτης της επίδρασης ακτινοβολίας, εκπεμπόμενης από κινητό τηλέφωνο. Στόχος ήταν να εξεταστεί το μοτίβο ενεργοποίησης των κυματομορφών καθώς και η εξάρτησή τους από την ακτινοβολία. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η κορυφές ακολουθούν διακριτά μοτίβα ενεργοποίησης στα πρόσθια, κεντρικά και οπίσθια ηλεκτρόδια. Τέλος, οι παραπάνω διαφορές φάνηκε να επηρεάζονται σημαντικά κι από την επίδραση της ακτινοβολίας. Στη συνέχεια, γίνεται προσπάθεια επίλυσης του αντίστροφου προβλήματος, δηλαδή του προσδιορισμού ισοδύναμων μοντέλων εγκεφαλικής δραστηριότητας, με χρήση του αλγορίθμου βελτιστοποίησης PSO που έχει αναπτυχθεί για την μοντελοποίηση της ΗΜ ακτινοβολίας στο κοντινό πεδίο σύνθετων συσκευών διαστημικού εξοπλισμού για την επίτευξη ΗΜ καθαρότητας στις διαστημικές αποστολές. Στο πλαίσιο αυτό, ελέγχθηκε το μέσο τετραγωνικό σφάλμα που ελήφθησε από το πείραμα χωρίς και με επίδραση Η/Μ ακτινοβολίας,σε σχέση με το παραγόμενο μαγνητικό δίπολο. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν συνηγορούν αφενός στην αναγκαιότητα ύπαρξης μίας τέτοιας μεθοδολογίας κι αφετέρου στην αποτελεσματικότητα της προτεινόμενης διαδικασίας. Στο τελευταίο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα συνολικά συμπεράσματα της διπλωματικής εργασίας και η επιστημονική συνεισφορά της. Επίσης γίνεται αναφορά σε μελλοντικές προοπτικές της παρούσας εργασίας.