پیام گیلان مهر

سیگنال‌ها

گاهی در برخی مفاهیم و تعریف‌ها گم می‌شویم و هدف و مبانی را فراموش می‌کنیم. برخی پژوهش‌ها همواره می‌گویند سیگنال مغزی... سیگنال مغزی... به‌طور کلی و از منظر عملکرد EEG، سیگنال مغزی به‌معنای موج مغزی است. موج مغزی از نوع موج تعریف می‌شود. لمس‌شدنی نیست، اما در مقیاس بزرگ و در شرایطِ به‌شدت تقویت‌شده می‌تواند به یک فاجعه بینجامد.

هر عنصری ویژگی‌هایی دارد که با آن‌ها توصیف می‌شود. ما انسان‌ها نیز استثنا نیستیم. می‌توان ما را از جنبه‌های گوناگون توصیف کرد تا بیشتر شناخته شویم. این ویژگی‌ها ممکن است در طول زمان تغییر کنند! بر پایه‌ی همین تغییرات است که آن موجود را توصیف می‌کنی.

برای هر ویژگی به یک گیرنده نیاز داری. ویژگی‌ای مانند دما به کمک دماسنج تعریف می‌شود، همان‌گونه که امواج مغزی با استفاده از EEG. افزون بر این، برای نمونه، سیگنال‌های مغزیِ ناشی از سطح اکسیژن خون با MRI ثبت می‌شوند. ما آزمودنی را بر پایه‌ی تغییرات سطح اکسیژن خون در مواجهه با یک عملکرد خاص ارزیابی می‌کنیم. به‌نظر می‌رسد ما به‌عنوان مهندس می‌کوشیم سیگنال‌ها یا داده‌های استخراج‌شده را تحلیل کنیم تا به کمک این دستگاه‌ها به کشف برسیم.

برای سنجش دمای بدن انسان، دماسنج در دهان قرار می‌گیرد و ماده‌ی شیمیایی درون دستگاه تحت تأثیر دمای بدن قرار گرفته و به عددی مشخص می‌رسد. عددِ روی دماسنج بیانگر دمای بدن است. این عدد یک سیگنال است. خودِ عدد به‌تنهایی معنایی ندارد. باید آن را در فهرستی مشخص و تعریف‌شده قرار دهیم که دایره‌ی دانش پایه‌ی پزشکی ما را ترسیم می‌کند. این عدد می‌تواند به‌عنوان یک ثابت در نظر گرفته شود یا در یک سیستم فازی قرار گیرد. بسته به این پرسش که چرا درباره‌ی دما می‌پرسیم، داده یا سیگنال به‌گونه‌ای متفاوت در نظر گرفته می‌شود. پرسش تعیین می‌کند که داده را چگونه ببینیم. برخی اطلاعات قطعی‌اند، مانند دانش بنیادی. آن‌ها بهترین حقایقی هستند که از مشاهدات بسیار حاصل شده‌اند. تاکنون هیچ گزاره‌ای برای رد آن‌ها مطرح نشده است. این حقایق به پژوهش‌ها کمک می‌کنند تا پیش بروند.

امواج مغزی از کنش‌های درون مغز پدید می‌آیند. برای مثال؛ وقتی به دیوار می‌کوبی، صدای «بوم» می‌شنوی. این صدا حاصل کوبیدن به دیوار است. هرچه قوی‌تر، صدا بلندتر. صدا یک موج است؛ موجی که در سه بُعد در هوا پخش می‌شود. آن را نمی‌بینی، اما گوش تو به‌عنوان گیرنده این موج را می‌گیرد؛ البته اگر در محدوده‌ی شنوایی انسان باشد. دستگاه‌های الکترونیکی به حسگرهایی مجهزند که مانند گوش عمل می‌کنند. آن‌ها موج را دریافت کرده و در محیطی دوبعدی نمایش می‌دهند تا درک آن آسان باشد. اسیلوسکوپ... اگر می‌خواهی بدانی صدا چگونه به محیط گرافیکی تبدیل می‌شود، باید مفاهیم اولیه‌ی اسیلوسکوپ را مرور کنی. کمی بعد آن را توضیح خواهم داد. نموداری که اسیلوسکوپ تولید می‌کند نسبتاً زشت به‌نظر می‌رسد... باید تمیزش کنیم. برای حذف نویزها فیلترهایی اعمال می‌کنیم. در هوا، در آن لحظه‌ی ضبط، صدای «بوم» تنها موج موجود نبود. به‌نظر می‌رسد گیرنده‌ی ما امواج بیشتری ضبط کرده است. این امواجِ دیگر توسط موجِ صدای «بوم» ما حمل می‌شوند. این امواج اضافی، روند ما را برای تحلیل رفتار داده‌ی به‌دست‌آمده از آن پدیده (کوبیدن به دیوار) مختل می‌کنند.

آیا واقعاً مهم است بدانیم علت کوبیدن چه بوده؟؟ فعلاً نه... تنها فرض می‌کنیم که باید دستی بوده که کوبیده است. شاید صدا با لگد یا با دیلم ایجاد شده باشد... بسته به پرسشمان، پیش می‌رویم. اکنون پیامدهای آن کنش را در اختیار داریم؛ کوبیدنی که با هر چیزی ایجاد شده باشد!!! می‌توانیم بر اثر جانبی کوبیدن تمرکز کنیم.

درون مغز عملکردهای بسیاری وجود دارد. آن‌ها شکل‌های گوناگون بسیاری از «کوبش» ایجاد می‌کنند. نمی‌دانیم علت‌ها چیستند. در برخی موارد، رابطه‌هایی میان کوبش و داده‌ی به‌دست‌آمده از گیرنده‌ها یافته‌ایم. امواج مغزی با EEG ثبت شده و به‌صورت نمودار در محیطی دوبعدی چاپ می‌شوند. این عملکردها به‌نوعی به گیرنده‌ها مرتبط‌اند، اما نه همیشه. ژنتیک و عوامل دیگر مؤثرند. در پژوهش‌های BCI، ابتدا هر عملکرد را برای هر پیامد یا اثر جانبی یا سیگنال یا داده—در اینجا موج مغزی—تخمین می‌زنیم.

در مقیاس پژوهشی در سیستم BCI، انواع گوناگونی از عملکردها در نظر گرفته می‌شوند. این عملکردها بر پایه‌ی چیزی تعریف می‌شوند که بر آن موجود (در اینجا انسان) اعمال می‌شود. عملکرد مرتبط با حرکت برای فردی تعریف می‌شود که ناتوانی حرکتی دارد. این نوع عملکرد باعث می‌شود بخش‌های خاصی از مغز بیش از سایر بخش‌ها فعال شوند. این اهمیت به‌عنوان یک اصل بنیادی یا توافقی میان پژوهش‌ها در علوم پزشکی و علوم اعصاب در نظر گرفته شده است. این امر از مشاهدات بر پایه‌ی آزمایش‌های گوناگون با MRI و EEG و نیز فنون دیگر حاصل شده است. بنابراین آن را می‌پذیریم و پیش می‌رویم. می‌خواهیم امواج مغزی را در مواجهه با یک عملکرد خاص تحلیل کنیم. در نوشتار بعدی، کمی درباره‌ی اسیلوسکوپ و نویز و فیلتر و نیز برخی عملکردهای مغزی در BCI توضیح خواهم داد.

TATA. Oct, 28, 2020. 13:24