دینامیک غیرخطی مغز در مدل میدان عصبی و تولید هارمونیک‌ها در پاسخ به تحریک خارجی

نویسندگان

1 دانشکده علوم پایه، دانشگاه صنعتی نوشیروانی، بابل

2 دانشکده علوم پایه، دانشگاه صنعتی نوشیروانی، بابل

3 دانشکده علوم پایه، دانشگاه صنعتی نوشیروانی، بابل

doi
10.47176/ijpr.23.1.11595
چکیده

مهم‌ترین ویژگی غیرخطی در پاسخ الکتروآنسفالوگرام (EEG) به تحریک خارجی مغز، تولید هارمونیک‌ها و کشش بسامدی است که ناشی از برهمکنش بین محرک خارجی و نوسانات مغز است. در این مقاله، با استفاده از مدل پیوستۀ میدان عصبی در سامانۀ کورتکس-تالاموس، دینامیک غیرخطی مغز و تولید هارمونیک‌ها را در پاسخ به تحریک خارجی دوره‌ای بررسی می‌کنیم. ابتدا با معرفی مدل کامل و فشردۀ میدان عصبی، معادلات حاکم بر تحول پتانسیل مغز را به دست می‌آوریم. سپس با استفاده از روش اختلال کاهش‌یافته و مقیاس‌های زمانی چندگانه نشان می‌دهیم که پاسخ نوسانات مغز در هارمونیک‌های متفاوت، بسامد نوسانات خارجی است که مرتبط با سیگنال‌های EEG ثبت ‌شده از نمونه‌های انسانی در وضعیت بیداری است. در انتها‌ با شبیه‌سازی مدل کامل میدان عصبی، طیفی از تولید هارمونیک‌ها در بسامد‌های متفاوت تحریک خارجی به دست آمده‌ است که مرتبط با نتایج تجربی برهمکنش تحریک وابسته به نور با مغز است.