آشکار سازی مولفه های شناختی سیگنال مغز با استفاده از ضرایب ویولت

Abstract

مولفه P300 یکی از مهمترین سیگنال های الکتریکی مرتبط با فعالیت های شناختی مغز است. در این تحقیق، با استفاده از تبدیل ویولت گسسته، سیگنال های تک ثبت گرفته شده از روی سر، به مولفه های مختلف فرکانسی تجزیه گردیده و از ضرایب به دست آمده به عنوان ویژگی های مرتبط با فعالیتهای شناختی مورد مطالعه استفاده شده است. بررسی ویژگی ها نشان می دهد اغلب پردازش های شناختی مورد بررسی در ویژگی های مربوط به باندهای دلتا و تتا بروز یافته اند و هر دسته شامل چند ویژگی، مربوط به یکی از زیرپردازش های درگیر در طی تولید P300 هستند. هدف از این تحقیق، به عنوان یک گام اولیه برای طراحی روشی برای دروغ سنجی با استفاده از امواج مغزی، پیاده سازی سیستمی بوده که بتواند از روی این ویژگی ها، تک ثبت های حاوی موج P300 را از تک ثبت های فاقد این موج تفکیک نماید.برای این منظور در مرحله اول با استفاده از "تحلیل تفکیکی قدم به قدم" یک تابع تفکیک بهینه به صورت ترکیب خطی نه عدد از این ویژگی ها طرح شد که قادر است با دقت حدود 75 درصد در دادگان آموزش و 71 درصد در دادگان آزمون، تک ثبت های مربوط به تحریک های هدف و غیرهدف را از یکدیگر جدا کند. بررسی های بیشتر نشان داد تنها با استفاده از سیگنال ثبت شده در کانالPz نیز می توان تقریبا به همین میزان تفکیک رسید. در مرحله بعد، برای دسته بندی داده ها از یک استراتژی یاد گیری مدولار متکی به آنالیز مولفه های اصلی و شبکه های عصبی استفاده شد. در نهایت با تعلیم این سیستم با ثبت های موجود، در بهترین وضعیت از حالات پیاده سازی شده، حداکثر دقت تفکیک حدود 76 درصد روی دادگان آموزش و حدود 72 درصد روی دادگان آزمون به دست آمد.