تحلیل آثار محرومیت از خواب بر داده‌های طیف‌نگاری عملکردی مادون قرمز نزدیک مغز

نویسندگان :

محرومیت از خواب یک اختلال عصبی مرتبط با مغز است‌که برای تشخیص ‌آن می‌توان از روش تشخیصی طیف‌نگاری مادون قرمز نزدیک (fNIRS) به‌علت هزینه‌ی پایین و دقت بالای ارزیابی پاسخ‌های همودینامیک مغز، استفاده نمود. در این تحقیق الگوریتمی مبتنی بر پردازش و تحلیل داده‌های fNIRS حاصل از پاسخ همودینامیک مغز پیشنهاد شده است تا تاثیر 24 ساعت محرومیت از خواب بر روی مغز افراد در حین انجام تکالیف از پیش تعیین شده مورد ارزیابی قرار گیرد. پایگاه داده‌ی مورد استفاده در‌ ‌‌این تحقیق که از فیزیونت دریافت شده است شامل سیگنال‌هایی از 48 کانال ثبت شده از 9 نفر شرکت کننده با دامنه سنی 31-24، در دو حالت محرومیت از خواب و خواب کامل در جریان انجام تکالیف بالا بردن انگشت اشاره دست راست و چپ و حالت استراحت می‌باشد. پایگاه داده محرومیت از خواب مذکورکه از تکنولوژی fNIRS استفاده نموده است، اولین پایگاه داده تهیه شده در زمینه بررسی محرومیت از خواب بر انجام تکلیف شناختی است. طبق دانش نویسندگان تا زمان انجام این پروژه از ترکیب ویژگی‌های خطی و غیر خطی برای بررسی اثر محرومیت از خواب بر تکالیف شناختی با استفاده از سیگنال‌های fNIRS استفاده نشده است. همچنین دراین تحقیق ضمن تحلیل و ارزیابی ویژگی‌های استخراج شده، با طراحی روش‌های طبقه‌بندی مختلف نشان داده شد که ویژگی‌های توان میانگین و آنتروپی طیفی بهترین تمایز را در بین کلاس‌های خواب کافی و بی‌خوابی را ایجاد می‌نمایند. با اعمال انتخاب ویژگی مبتنی بر روش يومان-ويتني تحت طبقه‌بند SVM با هسته چندجمله‌ای درجه 3، به‌ترتیب برای حالت استراحت، تکالیف انجام یافته با دست چپ و دست راست صحت 100، 100 و 100 بر روی داده اعتبارسنجی و 16/89، 83/90 و 95 درصد برای تفکیک کلاس‌ها بر روی داده‌ی آزمایش به‌دست آمد.