کنترل صرع در مدل ترکیبی قشر مغز و اپتوژنتیک با استفاده از کنترل کننده‌ی مد لغزشی انتگرالی فراپیچشی زمان معین

Abstract

بیماری صرع یکی از مهم‌ترین اختلالات عصبی در جهان به شمار می­رود. برای مهار حمله‌های صرعی از الگوریتم­های کنترلی گوناگونی استفاده شده است. در کنترل حملات صرعی، زمان کنترل و کاهش حملات و مقاوم بودن کنترل کننده در برابر تغییرات پارامترهای پاتولوژیکی و نوسانات ناخواسته از اهمیت زیادی برخوردار است. برای فراهم ساختن این الزامات و از آن‌جا که یکی از روش­های سرکوب امواج صرعی، تغییر در میانگین پتانسیل الکتریکی نورون­های محرک است، در این مقاله یک کنترل کننده‌ی مد لغزشی انتگرالی فراپیچشی زمان معین به مدل ترکیبی قشر مغز و اپتوژنتیک اعمال شده است. ابتدا جریان یونی تولید شده در کانال­های یونی در روش اپتوژنتیک به متغیر حالت مربوط به میانگین پتانسیل الکتریکی نورون­های محرک در مدل قشر مغز اعمال شده و دو مدل اپتوژنتیک و قشر مغز با یک‌دیگر ترکیب شده تا ولتاژ کنترلی اعمال شده به سیستم از طریق مدل اپتوژنتیک به صورت فوتون­های نور به نورون­های ناحیه‌ی صرعی در مغز اعمال شود. سپس کنترل کننده‌ی مذکور با این هدف که مدل صرعی، مدل سالم را در مدت زمان معینی دنبال کند به این مدل ترکیبی اعمال شده است. در نهایت با استفاده از کنترل کننده‌ی مد لغزشی انتگرالی فراپیچشی زمان معین مشاهده می­شود که در مدت زمان معین، خطای هم‌گرایی وضعیت صرعی به وضعیت سالم کاملا صفر شده، دامنه‌ی سیگنال کنترل نسبت به حالت مد لغزشی کلاسیک کاهش یافته و هم‌چنین مشکلات تکینگی و نوسانات ناخواسته که از محدودیت­های کنترل کننده‌ی مد لغزشی کلاسیک می‌باشد، برطرف شده است.