Ανάπτυξη συστήματος συλλογής και επεξεργασίας ηλεκτροφυσιολογικών σημάτων και δημιουργία ακουστικών ερεθισμών
Η μελέτη των ηλεκτροφυσιολογικών σημάτων του ανθρώπινου εγκεφάλου εντάθηκε με την εφεύρεση του ηλεκτροεγκεφαλογράφου το 1929 από τον Hans Berger. Ενώ η αρχική πρόθεση του Berger ήταν η εξερεύνηση των ψυχικών και φυσιολογικών διαδικασιών του εγκεφάλου, οι μελέτες τα χρόνια που ακολού- θησαν δεν π...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2018
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/11004 |
| id |
nemertes-10889-11004 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Ηλεκτροεγκεφαλογράφημα Υπνικές άτρακτοι Ανίχνευση Ακουστική διέγερση Νευροανάδραση 612.82 Electroencephalogram Sleep spindles Detection Acoustic stimulation Neurofeedback |
| spellingShingle |
Ηλεκτροεγκεφαλογράφημα Υπνικές άτρακτοι Ανίχνευση Ακουστική διέγερση Νευροανάδραση 612.82 Electroencephalogram Sleep spindles Detection Acoustic stimulation Neurofeedback Ζώτου, Στέλλα Ανάπτυξη συστήματος συλλογής και επεξεργασίας ηλεκτροφυσιολογικών σημάτων και δημιουργία ακουστικών ερεθισμών |
| description |
Η μελέτη των ηλεκτροφυσιολογικών σημάτων του ανθρώπινου εγκεφάλου
εντάθηκε με την εφεύρεση του ηλεκτροεγκεφαλογράφου το 1929 από τον Hans
Berger. Ενώ η αρχική πρόθεση του Berger ήταν η εξερεύνηση των ψυχικών και
φυσιολογικών διαδικασιών του εγκεφάλου, οι μελέτες τα χρόνια που ακολού-
θησαν δεν περιορίστηκαν σε αυτό το πλαίσιο, με επιστήμονες να επεκτείνουν
την έρευνα χρησιμοποιώντας υπολογιστές για την ανάλυση των ηλεκτροεγκε-
φαλικών δεδομένων. Στόχος ήταν η διερεύνηση των εγκεφαλικών κυμάτων, ο
προσδιορισμός των χαρακτηριστικών τους και η κατανόηση της εγκεφαλικής
δραστηριότητας όσον αφορά στα προκλητά δυναμικά. Παρόλο που η έρευνα
ενός αιώνα σχεδόν έχει δώσει σημαντικά αποτελέσματα, ένα πολύ μεγάλο μέ-
ρος στη λειτουργία του ανθρώπινου εγκεφάλου παραμένει ανεξιχνίαστο.
Τις τελευταίες δεκαετίες, η έρευνα στο πεδίο αυτό γίνεται όλο και πιο
εξειδικευμένη, με μελέτες να επικεντρώνονται σε συγκεκριμένους εγκεφαλι-
κούς ρυθμούς, κύματα και φαινόμενα, τόσο στο στάδιο της εγρήγορσης όσο
και στα στάδια του ύπνου. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζεται γύρω από το
φαινόμενο των υπνικών ατράκτων, ένα φαινόμενο το οποίο έχει συνδεθεί με
αρκετές εγκεφαλικές λειτουργίες και παθήσεις, όπως τη μάθηση, τη διατήρηση
της μνήμης, την επιληψία, τη σχιζοφρένεια κ.ά.
Η ανάγκη για κατανόηση και περαιτέρω ανάλυση των μηχανισμών που
διέπουν τις υπνικές ατράκτους και το ρόλο που αυτές έχουν στη λειτουργία
του εγκεφάλου έχει οδηγήσει τους επιστήμονες στην ανάπτυξη αλγορίθμων
ανίχνευσης του φαινομένου και στην υλοποίηση συστημάτων νευροανάδρασης
με εξωτερικές διεγέρσεις κατά τη διάρκεια του ύπνου.
Στη παρούσα εργασία παρουσιάζεται ένα σύστημα συλλογής και επεξερ-
γασίας ηλεκτροεγκεφαλικών σημάτων, με έμφαση στις υπνικές ατράκτους, και
παραγωγή ακουστικών διεγέρσεων, οδηγούμενες από την εμφάνιση του φαι-
νομένου, για ανατροφοδότηση του εγκεφάλου. Στα πλαίσια της μελέτης ανα-
πτύχθηκε ένας αυτοματοποιημένος αλγόριθμος ανίχνευσης ατράκτων, ο οποίος
μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ανίχνευση σε πραγματικό χρόνο. Το σύστημα
συλλέγει και επεξεργάζεται τα δεδομένα, λαμβάνει αποφάσεις και δημιουργεί
ακουστική διέγερση σε πραγματικό χρόνο, παρέχοντας τη δυνατότητα απομα-
κρυσμένου ελέγχου. Η πλατφόρμα υλοποίησης που παρουσιάζεται βασίζεται
σε συνδυασμό υλικού και λογισμικού και μπορεί να αποτελέσει ένα πολύτιμο
εργαλείο για την μελέτη και κατανόηση του ανθρώπινου εγκεφάλου. |
| author2 |
Αντωνακόπουλος, Θεόδωρος |
| author_facet |
Αντωνακόπουλος, Θεόδωρος Ζώτου, Στέλλα |
| format |
Thesis |
| author |
Ζώτου, Στέλλα |
| author_sort |
Ζώτου, Στέλλα |
| title |
Ανάπτυξη συστήματος συλλογής και επεξεργασίας ηλεκτροφυσιολογικών σημάτων και δημιουργία ακουστικών ερεθισμών |
| title_short |
Ανάπτυξη συστήματος συλλογής και επεξεργασίας ηλεκτροφυσιολογικών σημάτων και δημιουργία ακουστικών ερεθισμών |
| title_full |
Ανάπτυξη συστήματος συλλογής και επεξεργασίας ηλεκτροφυσιολογικών σημάτων και δημιουργία ακουστικών ερεθισμών |
| title_fullStr |
Ανάπτυξη συστήματος συλλογής και επεξεργασίας ηλεκτροφυσιολογικών σημάτων και δημιουργία ακουστικών ερεθισμών |
| title_full_unstemmed |
Ανάπτυξη συστήματος συλλογής και επεξεργασίας ηλεκτροφυσιολογικών σημάτων και δημιουργία ακουστικών ερεθισμών |
| title_sort |
ανάπτυξη συστήματος συλλογής και επεξεργασίας ηλεκτροφυσιολογικών σημάτων και δημιουργία ακουστικών ερεθισμών |
| publishDate |
2018 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/11004 |
| work_keys_str_mv |
AT zōtoustella anaptyxēsystēmatossyllogēskaiepexergasiasēlektrophysiologikōnsēmatōnkaidēmiourgiaakoustikōnerethismōn AT zōtoustella systemdevelopmentforcollectionandprocessingofelectrophysiologicalsignalsandacousticstimuligeneration |
| _version_ |
1799945010227970048 |
| spelling |
nemertes-10889-110042022-09-06T05:14:08Z Ανάπτυξη συστήματος συλλογής και επεξεργασίας ηλεκτροφυσιολογικών σημάτων και δημιουργία ακουστικών ερεθισμών System development for collection and processing of electrophysiological signals and acoustic stimuli generation Ζώτου, Στέλλα Αντωνακόπουλος, Θεόδωρος Zotou, Stella Αντωνακόπουλος, Θεόδωρος Δερματάς, Ευάγγελος Γρουμπός, Πέτρος Ηλεκτροεγκεφαλογράφημα Υπνικές άτρακτοι Ανίχνευση Ακουστική διέγερση Νευροανάδραση 612.82 Electroencephalogram Sleep spindles Detection Acoustic stimulation Neurofeedback Η μελέτη των ηλεκτροφυσιολογικών σημάτων του ανθρώπινου εγκεφάλου εντάθηκε με την εφεύρεση του ηλεκτροεγκεφαλογράφου το 1929 από τον Hans Berger. Ενώ η αρχική πρόθεση του Berger ήταν η εξερεύνηση των ψυχικών και φυσιολογικών διαδικασιών του εγκεφάλου, οι μελέτες τα χρόνια που ακολού- θησαν δεν περιορίστηκαν σε αυτό το πλαίσιο, με επιστήμονες να επεκτείνουν την έρευνα χρησιμοποιώντας υπολογιστές για την ανάλυση των ηλεκτροεγκε- φαλικών δεδομένων. Στόχος ήταν η διερεύνηση των εγκεφαλικών κυμάτων, ο προσδιορισμός των χαρακτηριστικών τους και η κατανόηση της εγκεφαλικής δραστηριότητας όσον αφορά στα προκλητά δυναμικά. Παρόλο που η έρευνα ενός αιώνα σχεδόν έχει δώσει σημαντικά αποτελέσματα, ένα πολύ μεγάλο μέ- ρος στη λειτουργία του ανθρώπινου εγκεφάλου παραμένει ανεξιχνίαστο. Τις τελευταίες δεκαετίες, η έρευνα στο πεδίο αυτό γίνεται όλο και πιο εξειδικευμένη, με μελέτες να επικεντρώνονται σε συγκεκριμένους εγκεφαλι- κούς ρυθμούς, κύματα και φαινόμενα, τόσο στο στάδιο της εγρήγορσης όσο και στα στάδια του ύπνου. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζεται γύρω από το φαινόμενο των υπνικών ατράκτων, ένα φαινόμενο το οποίο έχει συνδεθεί με αρκετές εγκεφαλικές λειτουργίες και παθήσεις, όπως τη μάθηση, τη διατήρηση της μνήμης, την επιληψία, τη σχιζοφρένεια κ.ά. Η ανάγκη για κατανόηση και περαιτέρω ανάλυση των μηχανισμών που διέπουν τις υπνικές ατράκτους και το ρόλο που αυτές έχουν στη λειτουργία του εγκεφάλου έχει οδηγήσει τους επιστήμονες στην ανάπτυξη αλγορίθμων ανίχνευσης του φαινομένου και στην υλοποίηση συστημάτων νευροανάδρασης με εξωτερικές διεγέρσεις κατά τη διάρκεια του ύπνου. Στη παρούσα εργασία παρουσιάζεται ένα σύστημα συλλογής και επεξερ- γασίας ηλεκτροεγκεφαλικών σημάτων, με έμφαση στις υπνικές ατράκτους, και παραγωγή ακουστικών διεγέρσεων, οδηγούμενες από την εμφάνιση του φαι- νομένου, για ανατροφοδότηση του εγκεφάλου. Στα πλαίσια της μελέτης ανα- πτύχθηκε ένας αυτοματοποιημένος αλγόριθμος ανίχνευσης ατράκτων, ο οποίος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ανίχνευση σε πραγματικό χρόνο. Το σύστημα συλλέγει και επεξεργάζεται τα δεδομένα, λαμβάνει αποφάσεις και δημιουργεί ακουστική διέγερση σε πραγματικό χρόνο, παρέχοντας τη δυνατότητα απομα- κρυσμένου ελέγχου. Η πλατφόρμα υλοποίησης που παρουσιάζεται βασίζεται σε συνδυασμό υλικού και λογισμικού και μπορεί να αποτελέσει ένα πολύτιμο εργαλείο για την μελέτη και κατανόηση του ανθρώπινου εγκεφάλου. The study of the electrophysiological signals of the human brain increased by the invention of the electroencephalogram in 1929 by Hans Berger. While Berger’s original intention was to explore the mental and physiological processes of the brain, studies in the years that followed did not limited to this, since scientists tried to expand their research using computers to analyze the brain activity. The aim was to investigate brain waves, to determine their characteristics, and to understand brain activity in terms of evoked potentials. Although the long-term and thorough research has yielded significant results, much of the human brain function remains indecipherable. Over the last decades, research in this field has become increasingly specialized, with studies focusing on specific brain rhythms, waves and phenomena, both at the awakening stage and in the stages of sleep. Of particular interest is the phenomenon of sleep spindles, a phenomenon that has been associated with several brain functions and diseases, such as learning, memory consolidation, epilepsy, schizophrenia and others. The need to understand and further analyze the mechanisms underlying the sleep spindles and their role in brain function has led scientists into the development of detection algorithms and the implementation of neurofeedback systems with external stimuli during sleep. In this paper we present a system for the collection and processing of electroencephalographic signals, with emphasis on sleep spindles, and generation of acoustic stimuli, driven by the occurrence of the phenomenon, for brain feedback. An automated sleep spindle detection algorithm, which can be used for real-time detection, has been developed for the purposes of this study. The system collects and processes data, makes decisions and generates acoustic stimulation in real-time, and can be remotely controlled. The implementation platform presented is based on a utilization of hardware and software and can be a valuable tool for studying and understanding the human brain. 2018-02-13T13:59:44Z 2018-02-13T13:59:44Z 2017-11-02 Thesis http://hdl.handle.net/10889/11004 gr 0 application/pdf |
