Magnetoencefalografija

diplomski rad

• Naslov: Magnetoencefalografija : nelinearni i linearni modeli prostorno-vremenske lokalizacije
• Autor: Josip Vlajčević
• Mentor: Selma Supek (mentor)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Prirodoslovno-matematički fakultet; (Fizički odsjek); Zagreb
• Datum i država obrane: 2014-07-16, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Fizika

Sažetak

U teorijskom uvodu opisane su osnove magnetoencefalografije (MEG), modeli neurofizioloških izvora elektomagnetskih polja te modeli prostorno-vremenske lokalizacije izvora koji se koriste u magnetoencefalografiji i elektroencefalografiji (EEG). U istraživačkom dijelu uspoređeni su nelinearni i linearni modeli lokalizacije izvora izvođenjem numeričkih simulacija. Rezultati simulacija u nelinearnom modelu korišteni su u analizi empirijskih podataka.
Neuronska aktivnost proizvodi slabu ionsku struju koja se, promatrano s udaljenosti površine glave, može aproksimirati kao izvor i ponor struje u jednoj točki, odnosno strujni dipol, s orijentacijom vektora dipolnog momenta okomitom na plohu korteksa. Mjerenjem slabih magnetskih polja senzorima ravnomjerno raspoređenim iznad površine glave te kombiniranjem MEG mjerenja s MRI (Magnetic Resonance Imaging) podacima o geometriji kortikalne plohe rekonstruira se prostorno-vremenska distribucija strujnog dipola, odnosno dinamika kortikalne aktivnosti. Kako inverzni elektromagnetski problem nije rješiv u eksplicitnoj formi, statističkim pristupom se pronalaze vjerojatne konfiguracije izvora. Dva su moguća matematička pristupa rješavanju inverznog problema, nelinearni i linearni.
Usporedba nelinearnih i linearnih modela kroz numeričke simulacije pokazala je suštinsku razliku u karakteru rješenja i načinu njihove prezentacije i interpretacije, ali i usporedive efektivne mogućnosti prostorne lokalizacije razmatranih konfiguracija izvora s točnošću reda veličine milimetra te praktično idealnom vremenskom rezolucijom. Kako u nelinearnom tako i u linearnom modelu, teško je izdvojiti utjecaj veličine izvora na točnost inverznog računa kao i pouzdano procijeniti veličinu izvora jer, zbog zakrivljenosti kortikalne plohe, porast veličine nužno uzrokuje i promjenu orijentacije izvora. Problem je na jednostavan način demonstriran grafičkom metodom u nelinearnom modelu te posebnom konfiguracijom s dva bliska sinkrona izvora u linearnom modelu.
Uočeno je da u granici malog izvora, dimenzije manje od lokalnog polumjera zakrivljenost kortiklane plohe, izvor postaje približno ravan pa su površina i iznos ukupnog dipolnog momenta izvora u linearnom odnosu. Taj uvid iskorišten je za procjenu površine malih kortikalnih izvora u analizi empirijskih MEG mjerenja.

• Ključne riječi: magnetoencefalografija; neurofiziološki izvori elektromagnetskih polja
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:123710
• Studijski program: Naziv: Diplomirani inženjer fizike; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: dodiplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra fizike (mag. phys.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2017-08-21 12:14:31