✅ واسط مغز و رایانه:
در طی دو دهه گذشته تعداد گروه‌هایی که بر روی BCI کار می‌کنند افزایش یافته‌است. کشف یافته‌های جدید درباره عملکرد مغز، ارزان شدن و در دسترس بودن تجهیزات رایانه‌ای و نیاز افراد #معلول به این سیستم ارتباطی باعث بیشتر شدن این گروه‌های تحقیقاتی شده‌است.
امروزه، سیستم‌های BCI یک روش ارتباطی بدون دخالت ماهیچه را در اختیار بشر قرار می‌دهند تا بتوانند مستقیماً با محیط پیرامون خود ارتباط برقرار کنند.
یک سیستم BCI از مجموعه‌ای از حسگرها و اجزای پردازش سیگنال تشکیل می‌شود که #فعالیت_مغزی فرد را مستقیماً به یک سری سیگنال‌های ارتباطی یا کنترلی تبدیل می‌کند. این فناوری یک واسط مستقیم را بین مغز و رایانه فراهم می‌کند.
در این سامانه ابتدا باید امواج مغزی را با استفاده از دستگاه‌های ثبت امواج مغزی ثبت کرد که معمولاً به دلیل #دقت_زمانی بالا و ارزان بودن و همچنین استفاده آسان، از الکتروانسفالوگرافی برای ثبت امواج مغزی استفاده می‌شود. الکترودهای EEG در سطح پوست سر قرار می‌گیرند و میدان الکتریکی حاصل از فعالیت نورون‌ها را اندازه‌گیری می‌کنند. در مرحله بعد این امواج بررسی شده و ویژگی‌های موردنظر استخراج می‌شود و از روی این ویژگی‌ها می‌توان حدس زد که کاربر چه فعالیتی را در نظر دارد.
در اولین همایش بین‌المللی که در ژون ۱۹۹۹ برگزار شد یک تعریف فرمال برای BCI به صورت زیر ارائه شد: «یک واسط مغز و رایانه یک سامانه ارتباطی است که وابسته به مسیرهای خروجی نرمال سامانه عصبی جانبی و ماهیچه‌ها نیست.»

🔷تاریخچه
تاریخچه BCI به فردی به نام هنز برگرHans Berger و نوار مغزی (سیگنال الکتروانسفالوگرافی) برمیگردد.
#الکتروانسفالوگرافی یا EEG ثبت فعالیت‌های الکتریکی مغز است. اولین بار ماهیت الکتریکی بودن این سیگنال‌ها توسط هنز برگر کشف شد. یکی از سیگنال‌هایی که او کشف کرد امواج آلفا مغزی بود (در فرکانس ۸ تا ۱۳ هرتز).
اولین بار هنز برگر از سیم‌های نقره ای در زیر جمجمه بیماران خود به عنوان الکترود استفاده کرد و از دستگاه لیپمن (وسیله‌ای برای اندازه‌گیری تحریکات الکتریکی بسیار کم) برای اندازه‌گیری پتانسیل الکتریکی استفاده کرد. اما حتی با سیم پیچ‌های نقره‌ای نیز نتوانست چیزی به دست آورد. سپس ازگالوانومتر‌های دقیقتری مثل دستگاه شرکت زیمنس که تا یک ده هزارم ولتاژ را هم آشکار می‌کرد استفاده کرد که مؤثر واقع شد.

🔷سامانه BCI از اجزای زیر تشکیل می‌شود:
- مرحله جمع‌آوری داده‌ها
این مرحله شامل ثبت اطلاعات خام EEG است که از الکترودها در مکان‌های مشخصی از مغز گرفته می‌شود و ورودی سیستم BCI را تشکیل می‌دهد. انتخاب‌هایی نظیر تعداد، مکان و تراکم الکترودها، کانال‌های ورودی را مشخص می‌کند. مرحله پیش پردازش از فاز جمع‌آوری شامل تقویت کردن، فیلتر کردن و تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال است.
- مرحله بعدی، یک مرحلهٔ بهینه‌سازی اطلاعات است که به صورت اختیاری صورت می‌گیرد و شامل بهبود نسبت سیگنال به نویز، با حذف آرتیفکت و کاهش افزونگی اطلاعاتی است که از کانال‌های EEG دریافت می‌شود.
- مرحله استخراج ویژگی
این مرحله مهم‌ترین مرحله در هر سیستم BCI است. این مرحله شامل استخراج ویژگی‌های وابسته به دستور و قابل تفکیک از سیگنال‌های EEG حاصل از مرحلهٔ پیش پردازش است که برای این استخراج ویژگی از الگوریتم‌های پردازش سیگنال‌های دیجیتال استفاده می‌شود.
ویژگی خوب ویژگی است که مقدار متفاوتی در کلاسهای مختلف داشته باشد. هر چقدر این اختلاف بیشتر باشد قابلیت تفکیک ویژگی افزایش می یابد.
- مرحله کلاس بندی
در این مرحله ویژگی های استخراج شده به کلاسبند داده میشود و کلاس‌بند طبق آموزشهایی که در مرحله آموزش دیده یک خروجی تولید می کند.
برای کلاسبندی میتوان از یک حد آستانه بسیار ساده استفاده کرد تا الگوریتهای بهینه مثل svm و knn ، شبکه های عصبی استفاده کرد.
- کنترل وسیله
خروجی مرحله کلاس بندی ورودی کنترلی وسیله‌است. فرایند کنترل وسیله، خروجی کلاس بندی را به یک عمل از وسیله تبدیل می‌کند. خروجی میتواند طوری باشد که وسیله عملی را انجام ندهد و صرفا به خاطر انجام دادن کاری به وسیله داده نمیشود.

🔷امواج مغزی:
سیگنال‌های EEG که می‌توان به عنوان ورودی سیستم BCI استفاده کرد را می‌توان به دسته‌های زیر تقسیم کرد:
- فعالیت‌های مغزی ریتمیک
- پتانسیل‌های برانگیخته
https://en.wikipedia.org/wiki/Brain%E2%80%93computer_interface

➖➖➖➖➖
@IUST_Bioelecteric

امواج مغزی:
🔺ریتمیک
مغز متشکل از میلیون‌ها سلولی است که هر کدام عمل متفاوتی را انجام می‌دهند. از این‌رو در هر لحظه، و در هر جای مغز ترکیب مختلفی ازانواع بسامدها را می‌توان داشت. بسته به سطح #هوشیاری، امواج مغزی افراد طبیعی، فعالیت #ریتمیک متفاوتی از خود نشان می‌دهد. برای مثال، مراحل مختلف خواب را می‌توان در EEG مشاهده کرد. همچنین به هنگام بیداری نیز امواج ریتمیک متفاوتی به‌وجود می‌آید. این ریتم‌ها با افکار و اعمال مختلف تحت تأثیر قرار می‌گیرند. برای مثال، طرح‌ریزی یک حرکت می‌تواند یک ریتم خاص را بلوکه یا تضعیف کند. این واقعیت که افکار محض می‌توانند روی ریتم‌های مغزی اثر بگذارند، می‌تواند به عنوان اساس سیستم‌های رابط مغز و رایانه به‌کار رود.
این امواج را می‌توان به چندین رنج فرکانسی تقسیم کرد:
- (۰٫۱–4) دلتا
- (۴–8) تتا
- (۸–۱۵) آلفا
- (۱5–۳0) بتا
- (بزرگتر از 30 هرتز) گاما

🔺پتانسیل‌های برانگیخته(#ERP)
پتانسیل‌های برانگیخته(#ERP) در حقیقت تغییراتی در سیگنال EEG هستند که در پاسخ به یک «اتفاق» مغزی یا محرک خاص روی می‌دهند. این تغییرات آنقدر کوچکند که برای آشکارسازی آن باید نمونه‌های بسیاری از EEG در تکرارهای زیاد میانگین گیری شوند. این میانگین گیری پرش‌های تصادفی سیگنال EEG که وابسته به محرک نیستند را از بین می‌برد؛ بنابراین بررسی سیگنال‌های ناشی از تحریک مغز همان تجزیه و تحلیل حوزه زمان سیگنال EEG می‌باشد. به عنوان نمونه‌ای از این پتانسیل‌ها می‌توان به پتانسیل #P300 اشاره کرد؛ که با تأخیری حدود ۳۰۰ میلی ثانیه و با پیک مثبت روی جمجمه قابل ثبت خواهد بود.
https://en.wikipedia.org/wiki/Brain%E2%80%93computer_interface

🔺 واسط مغز و کامپیوتر BCI حوزه ای هست که هنوز جای کار زیاد دارد و در آینده حرفهای زیادی برای گفتن خواهد داشت، و همین باعث شده که پژوهشگران زیادی وارد این عرصه بشوند و دستاوردهای خوب و امیدوار کننده ای داشته اند.
ناگفته نمانه که تو ایران هم در این حوزه فعالیتهای گسترده ای انجام میشه👌

• یکی از پروژه هایی که در دوره #جامع_مهندسی_پزشکی انجام داده می شود، پروژه کلاس‌بندی داده‌های تصوری و حرکتی EEG ( واسط مغز و کامپیوترBCI)، است. هدف از آموزش این پروژه این است که دانشجویان با سیستم های bci آشنا شده و بتوانند یک پروژه عملی از صفر تا صد در متلب را روی داده های واقعی انجام دهند.
برای دسترسی به داده به سایت زیر مراجعه کنید.
http://www.bbci.de/competition/iv/
➖➖➖➖➖
@IUST_Bioelecteric

در این تصویر میمون بازوی رباتیکی را با استفاده از واسط مغز و کامپیوتر کنترل می کند!
(آزمایشگاه شوارتز، دانشگاه پیتزبورگ)
#کنترل_دست_مصنوعی_با_ذهن
#BCI
➖➖➖➖➖
@IUST_Bioelecteric

💡 واسط مغز و کامپیوتر ( #bci ) چیست؟

➖➖➖➖
@IUST_Bioelecteric

در این #ویدیو میمون(😍) بازوی رباتیکی را با استفاده از واسط مغز و کامپیوتر کنترل می کند!
(آزمایشگاه شوارتز، دانشگاه پیتزبورگ)
#فایل_ویدیو ( به درخواست اعضای کانال😊)
#BCI
➖➖➖➖➖
@IUST_Bioelecteric

✍خلاصه بخشهایی از #دوره_جامع

💡استخراج ویژگی
بخش اول: ویژگیهای #آماری
#mean #varicance #skewness #kurtosis
🔺تفاوت وارایانس و کواریانس🤔

➖➖➖➖➖
@IUST_Bioelecteric

✅ چولگی و کشیدگی
🔺 توضیحات در فایل pdf
➖➖➖➖➖
@IUST_Bioelecteric

✅ ✍️ واسط مغز و رایانه BCI (brain-computer interface) چیست؟

🔺واسط مغز و رایانه از مجموعه‌ای از سنسورها و اجزای پردازش سیگنال تشکیل می‌شود که فعالیت مغزی فرد را مستقیماً به یک سری سیگنال‌های ارتباطی یا کنترلی تبدیل می‌کند. در این سامانه ابتدا باید امواج مغزی را با استفاده از دستگاه‌های ثبت امواج مغزی ثبت کرد که معمولاً به دلیل #دقت_زمانی بالا و #ارزان بودن و همچنین استفاده آسان، از EEG برای ثبت امواج مغزی استفاده می‌شود. الکترودهای EEG در سطح پوست سر قرار می‌گیرند و میدان الکتریکی حاصل از فعالیت نورون‌ها را اندازه‌گیری می‌کنند. در مرحله بعد این امواج بررسی شده و ویژگی‌های موردنظر استخراج می‌شود و از روی این ویژگی‌ها می‌توان حدس زد که کاربر چه فعالیتی را در نظر دارد.

✅ تصور حرکتی (Motor imagery) چیست ؟

🔺 در BCI تصوری حرکتی از شخص خواسته می‌شود تا تصور کند که بخشی از بدن خود را حرکت می‌دهد. در نتیجه تصور حرکت، باعث فعال شدن سیستم عصبی می شود که در نتیجه آن #رخدادهایی در مغز اتفاق می‌افتد. وظیفه سیستم BCI این است که این رخدادها را از سیگنالهای EEG استخراج نمونه و براساس آن #نوع حرکت را تشخیص دهد.

✅تعریف استاندارد تصور حرکتی (motor imagery):

🔺 تصور حرکتی یک حالت دینامیکی(پویا) در طول زمانی که فرد به صورت ذهنی یک حرکتی را شبیه سازی می کند( به صورت ذهنی حرکتی را انجام میدهد.) است.
https://en.wikipedia.org/wiki/Motor_imagery

بزارید یک مثال ساده توضیح دهیم:
🔺 فرض کنید شما بازی بیسبال را بلد هستید . حال یک نفر به شما می‌گوید در ذهن خود فرض کن که با چوب بیسبال به توپ ضربه می زنی . یعنی شما یک عمل حرکتی(motor action ) مشخص را تصور کرده اید که این امر سبب ایجاد یک network یا شبکه ی ارتباطی در مغز می شود یا ساده بگیم باعث فعال شدن سیستم عصبی می‌شود، به این تصور حرکتی می‌گویند.

✅ تصور مکانی(Spatial imagery) چیست ؟
🔺حال فرض کنید از شما می خواهند که در ذهن خود، درِ خانه‌تان را باز کنید و وارد اتاقتان شوید . در اتاقتان چه می بینید؟ میزی که در اتاقتان قرار دارد را نگاه کنید چه وسایلی بر روی آن دارد؟ دفتر, قاب عکس و کتابهایتان را ببینید .پنجره اتاقتان کجاست؟ و ... این امر سبب ایجاد یک فعالیت خاص در مغز می شود .

🔺تعداد زیادی از مطالعات تصویربرداری عملکردی نشان داده اند که تصور حرکتی مرتبط با فعال‌سازی خاص مدارهای عصبی درگیر در مرحله اولیه کنترل موتور، است. این مدارات شامل منطقه موتور مکانیکی، قشر حرکتی اولیه، قشر پریتال پایین، بیزال گنگلیا و مخچه هست.

✅ در #دوره_جامع_مهندسی_پزشکی نحوه کار با داده‌های تصوری حرکتی آموزش داده می‌شود و همچنین یک سیستم BCI مبتنی بر تصوری حرکتی را به صورت گام به گام در #متلب طراحی کرده و توسط آن EEG ناشی از تصوری حرکتی دست راست و چپ را کلاسبندی می‌کنیم.
هدف از انجام این پروژه آشنایی دانشجویان با سیستم bci و همچنین نحوه کار با داده های تصوری حرکتی می باشد.
#واسط_مغزوکامپیوتر
#داده_تصوری_حرکتی
#دوره_جامع_مهندسی_پزشکی
#دوره_تخصصی و #پروژه_محور
#پردازش_سیگنال
#BCI
💡 برای پیش ثبت نام دوره #تهران با شماره زیر تماس بگیرید:
09360382687
@Bio_engineerr
➖➖➖➖➖
@IUST_Bioelecteric

این شکل نشان میدهد که وقتی فرد تصور ذهنی انجام میدهد نواحی که در قشر حرکتی فعال می‌شوند حدود 30 درصد زمانی است که در حالت واقعی فعال میشوند
#داده_تصوری_حرکتی
#دوره_جامع_مهندسی_پزشکی
@IUST_Bioelecteric

✅💡 خب دیگه از این بعد وارد کدنویسی در متلب میشیم😊
#پردازش_تصویر در #متلب
➖➖➖➖➖
@IUST_Bioelecteric

#جلسهDIP4: نحوه خواندن و نمایش دادن تصویر- تبدیلات تصاویر
#imread #imshow #rgb2gray #rgb2ind
#ind2rgb #ind2gray #gray2ind

✅💡 #پردازش_تصویر
#ویدیوی_آموزشی_رایگان
➖➖➖➖➖
@IUST_Bioelecteric

#جلسه_4DIP: کدهای متلب نوشته شده و تصاویر استفاده شده در جلسه 4
🔺کد متلب

✅💡 #پردازش_تصویر
#ویدیوی_آموزشی_رایگان
➖➖➖➖➖
@IUST_Bioelecteric

خلاصه مطالب جلسه 4 پردازش تصویر در متلب
🔺 فایل PDF

✅💡 #پردازش_تصویر
#ویدیوی_آموزشی_رایگان
➖➖➖➖➖
@IUST_Bioelecteric

🔷 تصویربرداری MRI از میوه‌ها😃
➖➖➖➖➖
@IUST_Bioelecteric

💡🌐 کنترل بازوان مصنوعی با #ذهن در دانشگاه جان هاپکینس😃
➖➖➖➖➖
@IUST_Bioelecteric

💡🌐 کنترل دست های مصنوعی با ذهن

✍️محققان در آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جان هاپکینز موفق به آزمایش بازوان مصنوعی شده اند که شخص میتواند توسط این بازوان تسکهای پیچیده را به صورت همزمان انجام دهد!
آزمایشات نشان میدهند که سیستم قابلیت یادگیری سریعی دارد و روزی زندگی افرادی که هر دو بازوی خود را از دست داده اند، متحول کند!
🔺برای بسیاری از ما تسکهایی از قبیل نوشیدن یک فنجان چایی هیچ مشکلی ندارد. ولی برای افرادی مثل لسلی بو(Leslie Baugh)، کسی که هردو بازوی خود را حدود 40 سال پیش در یک حادثه برق گرفتگی از دست داده است، غیرممکن است. تحقیق و توسعه پروتزهای پیشرفته، نظیر آنهایی که در این مطالعه انجام شده، واقعا پتانسیل بالقوه برای تغییر زندگی چنین افرادی را دارد.
برای اینکه این تکنولوژی بتواند عمل کند، اول لازم بود که آقای Baugh تحت جراحی معروف به بازسازی عضلات هدفمند،قرار گیرد. طراحی دستهای مصنوعی به نحوی است که توسط اعصاب کنترل می شود و می تواند آنها را حرکت دهد.

🔺برای انجام عمل جراحی، گروه محقیق از یک نرم افزار #شناسایی_الگو جهت جدا کردن الگوهای رفتاری هر یک از عضلات، مطالعه ارتباطات بین عضلات و دامنه و فرکانس ایمپالسهای عصبی استفاده کردند. بعد از تجزیه و تحلیل، اطلاعات جهت انجام حرکتهای خاص به بازوان داده شد.
جهت اینکه Baugh بتواند این بازوان را کنترل کند، یک سوکت سفارشی در نیمه بالای بدن او قرار گرفت. این سوکت جهت کنترل بازوان مصنوعی طراحی شده است که امکان ارتباطات عصبی با اعصاب بازسازی شده را میدهد.

🔺محققان امیدوارند کاربرد این دستان رباتیک برای انجام امور روزمره به مانند دستان طبیعی باشد، بدین منظور سرعت حرکات دستان رباتیک با تمرین و یادگیری روز به روز بهتر می شود و برای به کنترل در آوردن تمام حرکات دست مانند دستان طبیعی به مدت زمان بیشتری نیاز است.

https://www.popsci.com/world-first-man-controls-two-prosthetic-arms-his-mind
➖➖➖➖➖
@IUST_Bioelecteric

💡 شروع ثبت نام دوره عملی پیاده سازی شبکه های عصبی در متلب( #تهران و #تبریز)
✅ جهت ثبت‏ نام با شماره‏ ی زیر تماس بگیرید:
0936-038-2687
@Bio_engineerr
➖➖
@IUST_Bioelecteric

💡شروع ثبت نام #دوره_جامع_مهندسی_پزشکی ( #تهران و #تبریز)

✅ جهت ثبت‏ نام با شماره‏ ی زیر تماس بگیرید:
0936-038-2687
@Bio_engineerr
➖➖
@IUST_Bioelecteric

✅جزئیات دوره عملی پیاده سازی شبکه های عصبی در متلب
به دوستانی که علاقه مند به شرکت در دوره هستند توصیه میشود فایل pdf را مطالعه کنند👌

🔸همراهان عزیز، لطفا اطلاع رسانی کنید. 🙏🌹
➖➖➖➖
@IUST_Bioelecteric

✅جزئیات دوره جامع مهندسی پزشکی
به دوستانی که علاقه مند به شرکت در دوره هستند توصیه میشود فایل pdf را مطالعه کنند👌

🔸همراهان عزیز، لطفا اطلاع رسانی کنید. 🙏🙏🌹🌹
➖➖➖
@IUST_Bioelecteric

✅ تخفیف های ویژه🎁🎁🎁🎁🎁

#تخفیف اول: این تخفیف که معادل با 10درصد کل هزینه ی پرداختی است برای دوستانی است که هر دو دوره شرکت کنند.

تخفیف دوم: این تخفیف برای دوستانی است که افراد دیگری را برای شرکت در کلاس معرفی کنند، که معادل با 10 درصد به ازای هر نفر میباشد.

✅ لطفا به دوستان خود اطلاع رسانی کنید و از تخفیفات ویژه دوره ها بهرمند شوید👌
➖➖➖➖
@IUST_Bioelecteric