Καταγραφή και ανάλυση βιοδυναμικών εγκεφάλου με χρήση του συστήματος Biopac

• Κύριος συγγραφέας: Κόλλιας, Χρήστος
• Άλλοι συγγραφείς: Σακελλαρόπουλος, Γιώργος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2012
• Θέματα: Νευρικό σύστημα; Βιολογικά σήματα; Ηλεκτροεγκεφαλογραφία; Ανάλυση σήματος; Nervous system; Biological signals; Electroencephalography (EEG); Signal analysis; Biopac MP150; Eeglab

Η λειτουργία του εγκεφάλου βασίζεται στο σύνολο της ηλεκτροχημικής δραστηριότητας των νευρώνων, που αποτελούν το δομικό λίθο του νευρικού συστήματος. Η καταγραφή των βιολογικών σημάτων, ή βιοσημάτων, τα οποία προκύπτουν από την ηλεκτρική δραστηριότητα των νευρώνων του εγκεφάλου, αποτελούν το αντικείμενο της Ηλεκτροεγκεφαλογραφίας, η οποία είναι μια μη επεμβατική μέθοδος καταγραφής του παραγόμενου, από τον εγκέφαλο, ηλεκτρικού πεδίου. Η πρώτη επιτυχημένη καταγραφή βιοδυναμικών του ανθρώπινου εγκεφάλου αποδίδεται στο Γερμανό φυσιολόγο Hans Berger, ο οποίος στα τέλη της δεκαετίας του 1930, πραγματοποίησε για πρώτη φορά τη μέτρηση διαφορών δυναμικού από την επιφάνεια του κεφαλιού. Σήμερα, το Ηλεκτροεγκεφαλογράφημα (ΗΕΓ) αποτελεί μια ευρέως διαδεδομένη τεχνική κλινικής εξέτασης που χρησιμοποιείται με κύριο σκοπό τη διάγνωση. Στην παρούσα εργασία περιγράφεται η λειτουργία του νευρικού συστήματος, ενώ παρατίθενται στοιχεία ανατομίας του εγκεφάλου. Ακόμα, αναλύεται η φύση και τα χαρακτηριστικά των βιοσημάτων, που λαμβάνονται από την εξωτερική δερματική επιφάνεια του κεφαλιού, ενώ παρουσιάζονται οι βασικές αρχές της Ηλεκτροεγκεφαλογραφίας, ο τρόπος καταγραφής και τα κυριότερα χαρακτηριστικά του σήματος του ΗΕΓ. Εν συνεχεία, περιγράφεται η καταγραφή Ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος, που έγινε με τη χρήση του συστήματος MP150 της Biopac. Ο MP150, σε συνδυασμό με το γραφικό περιβάλλον του Acqknowledge 3.8.2 αποτελεί ένα πλήρες σύγχρονο σύστημα καταγραφής πολλών ειδών βιοδυναμικών από διαφορετικές περιοχές του ανθρώπινου σώματος. Αξιοποιώντας τις δυνατότητες του συστήματος αυτού, καταφέραμε να καταγράψουμε και να παρατηρήσουμε τη ρυθμική δραστηριότητα του εγκεφάλου. Επίσης, γίνεται αναφορά στα σημαντικότερα πακέτα εργαλείων του Matlab, που έχουν σαν αντικείμενο την ανάλυση του Ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος, ενώ επιχειρείται η περαιτέρω επεξεργασία του σήματος που καταγράφηκε, με τη χρήση ενός από αυτά (eeglab). Επιπλέον, στην εργασία αυτή παρουσιάζονται τα κυριότερα χαρακτηριστικά κάποιων από τις σημαντικότερες μεθόδους ανάλυσης του σήματος που προκύπτει από το ηλεκτροεγκεφαλογράφημα, ενώ παράλληλα γίνεται μια προσπάθεια σύγκρισης των δυνατοτήτων τους, με σκοπό την εξαγωγή χρήσιμων συμπερασμάτων που μπορούν να αξιοποιηθούν σε επόμενες μελέτες.