Belirsiz beyin korteks modelinin durum ve parametre kestirimi
Öz
Beyin korteksinin yaklaşık modeli, günümüzde başta
epilepsi, Parkinson gibi hastalıklar olmak üzere birçok hastalığın tedavisinde
kullanılmaktadır. Korteks matematiksel modeli kesin olduğu kabul edilmektedir.
Fakat zamanla değişen parametreler, gürültü ve diğer bozucu etkilerden dolayı
bu model her zaman geçerli değildir. Ayrıca bazı durumların ölçülmesi zor ve
pahalı olmasından dolayı yazılım temelli yapılması hedeflenmiştir. Dolayısıyla,
bu çalışmada, belirsizlik içeren beyin korteks modelinin durum ve parametre
kestirimi farklı karakteristiklere sahip doğrusal-olmayan gözetleyiciler ile
beraber yapılmaktadır. Sadece durum kestirimi [1] çalışmasında yapılmıştır.
Doğrusal-olmayan gözetleyici genişletilmiş Kalman filtre (EKF), kayan kip
gözetleyici (SMO) ve ayrıklaştırma temelli gradyan gözetleyici (DBGO)
yaklaşımları tasarlanmıştır. Ölçülemeyen durum ve belirsizlik parametresi
kestirimleri normal çalışma ve epileptik durumları için yapılmaktadır. Çünkü
korteks model doğrusal-olmayan dinamiklere sahiptir fakat epilepsi esnasında
kaotik bir davranışa sahiptir. Bu yüzden önce normal durum çalışma sonra nöbet
durumu için tahminler yapılmaktadır. Sayısal benzetimlerde tasarlanan
gözetleyicilerin başarılı şekilde ölçülemeyen durum ve parametre tahminlerini
yaptığı gözlenmiştir. Tahmin sonuçları ve tahmin başarım performansları
tasarlanan gözetleyicileri gürültülü ve gürültüsüz durumlarda karşılaştırmak
için verilmiştir.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- Çetin M, Beyhan S. "Gözetleyici Temelli Beyin Korteks Model Durum Tahmini". Otomatik Kontrol Türk Milli Komitesi, İstanbul, Türkiye, 21-23 Eylül 2017.
- Traub, RD, Contreras D, Cunningham MO, Murray H, LeBeau FE, Roopun A, Whittington MA. “Single-column thalamocortical network model exhibiting gamma oscillations, sleep spindles, and epileptogenic bursts”. Journal of Neurophysiology, 93(4), 2194-2232, 2005.
- Kramer MA, Szeri AL, Sleigh JW, Kirsch HE. “Mechanisms of seizure propagation in a cortical model”. Journal of Computational Neuroscience, 22(1), 63–80, 2007.
- Giridharan RS, Cheung CC, Rubchinsky LL. “Effects of electrical and optogenetic deep brain stimulation on synchronized oscillatory activity in parkinsonian basal ganglia”. IEEE Transactions on Neural Systems and Rahabilitation Engineering, 25(11), 2188-2195, 2017.
- Tsakalis K, Chakravarthy N, Sabesan S, Iasemidis LD, Pardalos PM. “A feedback control systems view of epileptic seizures”. Cybernetics and Systems Analysis, 42(4), 483-495, 2006.
- Chakravarthy N, Tsakalis K, Sabesan S, Iasemidis L. “Homeostasis of brain dynamics in epilepsy: A feedback control systems perspective of seizures”. Annals of Biomedical Engineering, 37(3), 565-585, 2009.
- Lopour B, Szeri AJ. “A model of feedback control for the charge-balanced suppression of epileptic seizures”. Journal of Computational Neuroscience, 28(3), 375-387, 2010.
- Mirzaei A, Ozgoli S, Jajarm AE. “Chaotic analysis of the human brain cortical model and robust control of epileptic seizures using sliding mode control”. Systems Science & Control Engineering, 2(1), 216–227, 2014.
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Mühendislik
Bölüm
Konferans Bildirisi
Yayımlanma Tarihi
29 Aralık 2018
Gönderilme Tarihi
29 Ocak 2018
Kabul Tarihi
-
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2018 Cilt: 24 Sayı: 8