سامانه همایش های دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد

صفحه اصلی / اولین همایش بین المللی تحول خدمات سلامت: تلفیق مراقبت، درمان، بازتوانی و امیدبخشی

تشخیص الگوهای EEG مبتنی بر یادگیری عمیق در محیطهای ورزش الکترونیک (eSports): یک چارچوب بازخورد عصبی شخصیسازی شده جهت ارتقای توجه پایدار و بازتوانی شناختی

نویسندگان :

علی اکبر داستانی حسین آبادی¹ سمیرا خالوئی²

1- دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد 2- دانشگاه آزاد اسلامی واحد اصفهان

کلمات کلیدی :

ورزش های الکترونیک،ESports،شبکه عصبی،بازخورد عصبی هوشمند،پردازش سیگنال EEG،بازتوانی شناختی،درمان های دیجیتال

چکیده :

با گسترش فناوریهای دیجیتال، بازتوانی شناختی از روشهای سنتی به سمت مداخلات مبتنی بر بازی (Game-based interventions) تغییر مسیر داده است. نقص در توجه پایدار (Sustained Attention) و عملکردهای اجرایی، هسته مرکزی بسیاری از اختلالات عصبی و روانشناختی را تشکیل میدهد. ورزشهای الکترونیک (eSports) به دلیل ماهیت پویا، رقابتی و نیاز به پردازش سریع اطلاعات، پتانسیل بالایی در تحریک پلاستیسیته سیناپسی دارند. با این حال، فقدان یک سیستم پایش لحظهای که بتواند سطح دشواری تمرین را با وضعیت بیولوژیک کاربر تطبیق دهد، یک خلاء جدی است. این پژوهش با هدف پر کردن این شکاف از طریق تلفیق سیگنالهای مغزی و هوش مصنوعی در یک بستر درمانی نوین (Digital Therapeutics) طراحی شده است. روششناسی: در این مطالعه، یک معماری هیبریدی یادگیری عمیق شامل شبکههای عصبی پیچشی (CNN) برای استخراج ویژگیهای فضایی و شبکههای حافظه طولانی کوتاه-مدت (LSTM) برای تحلیل وابستگیهای زمانی سیگنال EEG طراحی گردید. سیستم پیشنهادی قادر است وضعیتهای شناختی کاربر (تمرکز عمیق، سرگردانی ذهنی و اشباع شناختی) را در اپوکهای زمانی کوتاه طبقهبندی کرده و از طریق یک حلقه بازخورد عصبی بسته (Closed-loop)، سطح دشواری محیط بازی را به صورت آنی بر اساس نسبت توان بتا به تتا (BTR) تنظیم نماید. یافتهها: نتایج نشان داد که مدل پیشنهادی به دقت طبقهبندی 96.14٪ دست یافته است. همچنین، اعمال بازخورد عصبی هوشمند منجر به بهبود 18.4 درصدی در زمان واکنش و افزایش 25 درصدی استقامت شناختی شد. پیشبینی زودهنگام افت توجه توسط لایههای LSTM، از ورود مغز به فاز خستگی مفرط جلوگیری کرده و پایداری وضعیت "غرقگی" (Flow State) را به طور معناداری افزایش داد. نتیجهگیری: این پژوهش زیربنای مستحکمی برای نسل جدید سیستمهای بازتوانی فراهم میکند که در آن eSports به یک محیط درمانی هوشمند تبدیل میشود. این سیستم با شخصیسازی درمان بر اساس امضاهای عصبی فرد، کارایی پروتکلهای توانبخشی را در اختلالاتی نظیر ADHD و کاهش شناخت ناشی از افزایش سن، به شکلی معنادار ارتقا میدهد.