تمایز جنسیتی در دینامیک های غیرخطی فعالیت های قشر مغز: ارزیابی سیگنالهای الکتروانسفالوگرام با تحلیل پارامترهای مستخرج از منحنی پوانکاره

نویسندگان

1 گروه مهندسی پزشکی دانشگاه علم و صنعت ایران

doi
10.22041/ijbme.2025.2056872.1974
چکیده

سیگنال الکتروانسفالوگرام به عنوان یک سیگنال غیرایستا، اطلاعات مهمی درباره ابعاد مختلف ذهنی و بیولوژیکی ، از جمله جنسیت فرد در اختیار ما قرار می دهد. استفاده از معیارهای کمی سازی دینامیک های غیرخطی سیگنال ، روشی است که به خوبی می تواند اطلاعات سیگنال های مغزی را استخراج نماید. این پژوهش، به بررسی توانایی دینامیک‌های غیرخطی سیگنال‌های الکتروانسفالوگرام به عنوان نشانگر زیستی برای طبقه‌بندی جنسیتی پرداخته است . این روش با استفاده از پارامترهای استخراج‌شده از نمودار پوانکاره مانند SD1 و SD2 و برخی معیارهای دیگر برای اندازه گیری فشردگی نقاط پوانکاره و عدم تقارن در توزیع نقاط، برای کمّی‌سازی الگوهای پیچیده عصبی، بهبود قابل توجهی در صحت طبقه بندی سیگنال ها بر اساس جنسیت ایجاد نموده است . صحت طبقه بندی مبتنی بر جنسیت با استفاده از روش پیشنهادی به 89% رسید. پس از تفکیک باندهای فرکانسی مشاهده گردید که این اثر در بازه فرکانسی 10 تا 15 هرتز بیشترین تاثیر را دارد. نتایج نشان می‌دهد شاخص های مستخرج از منحنی پوانکاره، در مقایسه با دیگر معیارهای سنجش پیچیدگی (مانند انواع آنتروپی ، نمای لیاپانوف و نمای هارست و بعد فرکتال) صحت طبقه بندی را در اغلب بازه های فرکانسی به میزان معنی داری از نظر آماری (01/0p-value<) افزایش می دهد . تفاوت‌های معنی دار بین دو جنس مرد و زن ، عمدتاً در نواحی آهیانه‌ای و پیشانی مغز مشاهده شد که با مطالعات پیشین درباره تفاوت‌های ساختاری و عملکردی مغز زنان و مردان در این نواحی همخوانی دارد. یافته‌های این پژوهش مؤید آن است که دینامیک های غیرخطی سیگنال‌های مغزی می‌توانند به عنوان نشانگرهای زیستی قابل اعتماد برای تمایز جنسیتی مورد استفاده قرار گیرند. این مطالعه گامی مهم در جهت توسعه روش‌های دقیق‌تر در شناسایی تفاوت‌های جنسیتی در فعالیت مغزی محسوب می‌شود.