مدلسازی مغز در مراحل مختلف خواب توسط محققان دانشگاه امیرکبیر

محمود علیپور گفت: عدم وجود یک مدل تکاملی به صورت جعبه سیاه از رفتار تعاملی شبکه‌های نورونی مغز، حین خواب از دلایل مهمی بود که منجر به انجام این پروژه شد.

این پروژه، اولین و تنها مدل تکاملی از رفتار متعامل شبکه‌های نورونی مغز در مراحل مختلف خواب است که با استفاده از یک تک کانال EEG به انجام رسیده است.

علیپور گفت: تاکنون مدل‌های تعاملی از رفتار مغز صرفاً به مدلسازی رفتار مغز در چرخه‌های سیرکیدین و اولترادین (چرخه‌های خواب و بیداری و چرخه‌های خواب رویا و غیر رویا) پرداخته‌اند.

مدل‌های ارائه شده در این تحقیق، علاوه بر امکان استفاده در مدل‌های سیرکیدین و اولترادین، قادر به مدلسازی رفتارهای پدیدارشونده (ایمرجنت) مراحل خواب در سیستم زیستی خودسازمانده‌ مغز است.

به گفته وی، این پروژه ابتدای پیکربندی یک چهارچوب برای تحقیقاتی بزرگتر است که در آن به دنبال مدلسازی و پیش بینی رفتارهای مغز در اختلالات خواب هستیم.

بدین منظور نیاز بود تا ابتدا مدلسازی تکاملی مراحل خواب انسان سالم، مورد تحقیق قرار گیرد و پس از نتیجه‌بخش بودن آن، به دنبال پیاده‌سازی این ایده برای اختلالات خواب بود.

درصد صحت قابل قبول تحقیق حاضر نشان می‌دهد، مدلسازی رفتارهای واقعی مغز بر مبنای مدل‌های آشوبی و فازی و دوری از تئوری‌های احتمالاتی می‌تواند در پیش‌بینی وقوع ناهنجاری‌ها و اختلالات در مراحل مختلف خواب، کمک کننده باشد.

او گفت: در زمینه صنعتی‌سازی این پروژه برای کاربردهای کلینیکی می‌توان با مدلسازی دقیق ریاضی از پدیده خواب، اطلاعات موردنیاز از مغز را به واسطه لاله گوش به دست آورد.

این محقق، در خصوص آخرین وضعیت پروژه خود گفت: مراحل نیمه صنعتی پروژه را به اتمام رسانده‌ایم.

پیش بینی مراحل خواب، تشخیص مراحل خواب، پردازش‌های زمان حقیقی در نمونه‌برداری و کاهش حجم پردازش‌ها، ارائه روش‌های جدید در استخراج ویژگی‌های متمایزکننده‌ی مراحل خواب از EEG، ارائه ۳ مدل مختلف در مدلسازی رفتار مغز در حین خواب از ویژگی های این پروژه بوده است.

علیپور با بیان این که مدلسازی انجام شده اولین و تنها مدل در زمینه مدلسازی تکاملی از رفتار تعاملی مغز در حین مراحل مختلف خواب است، گفت: این مدلسازی به علت حجم پایین پردازش‌ها و قابلیت بالای آن در سازگاری با سوژه‌های مختلف قادر به پیاده‌سازی سخت‌افزاری به منظور ارتباط با سیستم‌های قابل حمل نظیر گوشی‌های همراه و پایش مداوم وضعیت انسان‌های سالم و پیشبینی وقوع برخی از ناهنجاری‌ها نظیر اینرسی خواب است.

از این مدل می‌توان در سیستم‌های قابل حمل به منظور پایش مراحل خواب انسان سالم و پیش بینی مراحل خواب به منظور کاربردهای کلینیکی در راستای افزایش کیفیت خواب و جلوگیری از وقوع برخی از ناهنجاری‌های مرتبط با خواب بهره برد.