Μοντέλα προσομοίωσης προκλητών δυναμικών - Καρανικολάου, Μαρία (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών. Τομέας Φυσικής, 2018)
Σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη μοντέλων στο πεδίο χρόνου και στο πεδίο συχνοτήτων για σήματα εγκεφαλογραφημάτων προκλητών δυναμικών από laser ερεθίσματα εφαρμοσμένα στο χέρι (Laser Evoked Potentials). Συγκεκριμένα, χρησιμοποιούμε υψηλής τάξης συστήματα Συναρτήσεων Μεταφοράς για να ανιχνεύσουμε διαφορές μεταξύ ανδρών και γυναικών, για το κάθε LEP average που υπολογίσαμε από τα epochs των σειρών ΗΕΓ που έχουμε στα δεδομένα μας. Τρεις σειρές από 10 παλμούς Laser CO2 διάρκειας 10ms ο καθένας, εφαρμόζονται στο πάνω μέρος του αριστερού χεριού, οπότε οι υποδοχείς των νεύρων ανιχνεύουν μία πηγή ενός θερμικού επίπονου ερεθίσματος και η απόκριση καταγράφεται ως LEP δυναμικό στο vertex (κορυφή) του κρανίου από το ηλεκτρόδιο Cz. Κάθε LEP είναι μια μεταβατική κατάσταση από τη διέγερση λόγω διαταραχής που υφίσταται, ώσπου επανέρχεται σε κατάσταση ισορροπίας (steady state). Οι νευρικές ίνες μετασχηματίζουν την ενέργεια και τη μεταφέρουν μέσα από το πολύπλοκο σύστημα σύνθετων αντιστάσεων ως το κεντρικό νευρικό σύστημα (ΚΝΣ). Αναλύουμε το Output αυτής της επεξεργασίας αναζητώντας διαφορές ικανές να διαφοροποιήσουν τα σήματα ανδρών από αυτά των γυναικών. Χρησιμοποιούμε αρχικά τους πόλους και τα χαρακτηριστικά των Συναρτήσεων Μεταφοράς και μέσω αλγορίθμων machine learning, και ειδικά τους πλησιέστερους γείτονες (k-NN) βρίσκουμε διαφορές στις συχνότητες μεταξύ των δύο ομάδων, με τους άνδρες να έχουν μικρότερο εύρος συχνοτήτων, και έτσι καλύτερο Q (Quality factor) και μεγαλύτερη damping περίοδο με μεγαλύτερους χρόνους επαναφοράς από τις γυναίκες. Αυτό έρχεται σε συμφωνία με προηγούμενη μελέτη (Staikou et al., 2016), όπου αποδεικνύεται ότι οι γυναίκες εμφανίζουν σχεδόν το διπλάσιο πλάτος από τους άνδρες. Η μεθοδολογία αυτή μπορεί να γίνει οδηγός για την πραγματοποίηση επεξεργασίας προκλητών δυναμικών και άλλης φύσης, καθώς παρέχει αρκετές παραμέτρους σαφής διάκρισης των σημάτων, και άρα εγγυρότερη διαγνωστική ισχύ σε μελέτες νευρικής αγωγιμότητας.