بخشی از مقاله
چکیده –
در این تحقیق ضرایب ویولت سیگنالهاي نرخ ضربان قلب و الکتروآنسفالوگرام در هنگام مدیتیشن در 25 سوژه مطالعه شده است. بهمنظور بررسی کیفی ضرایب ویولت، فضاي فاز ضرایب سطح 4 هر دو سیگنال الکترو آنسفالوگرام و نرخ ضربان قلب در بازه هاي دقیقه اي ترسیم و پهناي آن محاسبه گردید. نتایج نشان میدهد که در هنگام مدیتیشن پهناي فضاي فاز ضرایب جزیی سیگنال نرخ ضربان قلب کاهش و پهناي فضاي فاز ضرایب تقریب آن افزایش مییابد.
بهنظر میرسد علت افزایش پراکندگی نقاط در فضاي فاز ضرایب تقریب، افزایش انحراف معیار سیگنال نرخ ضربان قلب در هنگام مدیتیشن نسبت به قبل از آن باشد. در سیگنال الکتروآنسفالوگرام فضاي فاز ضرایب تقریب قبل از مدیتیشن داراي پراکندگی بیشتري نسبت به دورههاي 5 دقیقهاي سیگنال الکتروآنسفالوگرام در هنگام مدیتیشن است. از آنجا که در هنگام مدیتیشن مغز در حالت آرامش به سر میبرد و نرونهاي عصبی کمتري در پردازشهاي ذهنی شرکت میکنند، بنابراین پیچیدگی ضرایب ویولت کاهش یافته و فضاي فاز آن جمعتر میشود.
-1 مقدمه
مدیتیشن تکنیکی است که ذهن را از حواسپرتیها رها میسازد و امکان تسلط بر خود را فراهم مینماید. بهعلاوه داراي مزایاي ذهنی، روحی و فیزیکی بیشماري است.
مدیتیشن یک حالت خاص از هوشیاري است که با تغییرات فیزیولوژیکی و سایکولوژیکی همراه است. تحقیقات نشان میدهد که مدیتیشن موجب کاهش فعالیت متابولیک میشود، ائتلاف و نظم را در عملکرد مغز بالا میبرد، مقاومت عروق محیطی را کاهش و فلوي خون مغزي را افزایش میدهد. مدیتیشن با خواب یا ریلکسیشن ساده متفاوت است. این تکنیک بهبودهایی در سلامت روان دارد و ویژگیهاي مثبت را افزایش و اضطرابهاي سایکولوژیکی را کاهش میدهد . با توجه به مزایاي فراوان مدیتیشن، تحقیقات علمی بر این پدیده حائز اهمیت است.
در اغلب تکنیکهاي مدیتیشن فرد بر تنفس خود تمرکز میکند و از آنجایی که نوسانات تنفس بر سیگنال نرخ ضربان قلب مدوله میشود [2]، بیشتر مطالعات بر روي سیگنال نرخ ضربان قلب صورت گرفته است .[4,3] بهعلت تعامل سیستمهاي بیولوژیکی با یکدیگر، در مدت مدیتیشن تغییراتی در تمام سیگنالهاي حیاتی از جمله سیگنال الکتروآنسفالوگرام روي میدهد. مطالعه این تغییرات اطّلاعات مفیدي راجع به عملکرد مغز ارائه میدهد.
تغییرات سیگنالهاي مغزي در هنگام مدیتیشن توسط بن کوئت [5] در حوزه فرکانس مطالعه شده است. چانگ و لو [6] تحلیل ویولت سیگنال الکتروآنسفالوگرام را در هنگام مدیتیشن مورد بررسی قرار دادند. آفتاناس [7] از تخمین پیچیدگی بهمنظور مطالعه همبستگی خصوصیات دینامیکی EEG با توانهاي فرکانسی آن استفاده نمود.
هدف از این مطالعه ارزیابی ویژگیهاي زمان-فرکانس سیگنالهاي نرخ ضربان قلب و الکتروآنسفالوگرام در دو حالت قبل و در هنگام مدیتیشن است. بدین منظور ضرایب تقریب و جزئی دابیچیز 4 سطح 4 از هر دو سیگنال استخراج و تحلیل شد.
در ادامه این مقاله ابتدا در بخش 2 به دادهها و روشهاي مورد استفاده میپردازیم، سپس در بخش 3 نتایج تجربی بدست آمده از این تحلیلها بر مجموعه داده نشان داده میشود و در نهایت نتیجهگیري از این مطالعه ارائه میگردد.
-2 روش
-1-2 جمعآوري داده
در این تحقیق موارد زیر براي انتخاب سوژه در نظر گرفته شده است:
• عدم سابقه بیماريهاي قلبی و عروقی
• عدم سابقه بیماري صرع
• عدم سابقه بیماري فشارخون بالا
• ملاحظات در مورد مصرف داروهاي روانپزشکی یا داروهاي مصرفی دیگر
• نیمکره غالب - راست دست یا چپ دست -
که همه این موارد قبل از آزمایش از طریق پرسشنامهاي که در اختیار سوژهها قرار گرفت، مشخص گردید.
در این مطالعه سیگنالهاي الکتروآنسفالوگرام و نرخ ضربان قلب 25 سوژه جمعآوري شده است که همگی زن بودهاند. 10 سوژه از بین مدیتیتورهاي باتجربه 5 - تا 7 سال تمرین مدیتیشن با میانگین سن - 37.8±6.39 انتخاب شدند. آنها بدون راهنمایی مربی مدیتیشن را انجام دادند.
11 - سوژه با تجربه با میانگین سن 40.18±7.19 و 4 سوژه بدون تجربه مدیتیشن با میانگین سن - 25.5±1.91 با راهنمایی مربی مدیتیشن را انجام دادهاند. تمام سوژهها در بازه سنی 24-53 سال بودهاند. این افراد سالم بوده و سابقه بیماري قلبی- عروقی و تنفسی نداشتند. از سوژهها خواسته شد دو ساعت قبل از شروع ثبت غذاهاي چرب، سنگین یا شور مصرف نکنند. تمام ثبتها در ساعات 10 تا 14، قبل از صرف ناهار انجام شد.
فرآیند ثبت شامل دو مرحله بود: 5 دقیقه قبل از مدیتیشن در حالت نشسته با چشمان بسته و 15 دقیقه در هنگام مدیتیشن. براي انجام مدیتیشن از سوژهها خواسته شد که بر روي یک بالشتک به ضخامت 5 تا 10 سانتی متر که بر روي یک تشکچه قرار گرفته، بنشینند.
پاهاي سوژهها به صورت ضربدري قرار میگرفت - وضعیت لوتوس یا نیمه لوتوس - . آنها باید قفسه سینه خود را صاف نگه میداشتند اما نباید هیچ فشاري بر آن وارد میشد. سر سوژه باید بالا میبود و چشمانشان را در حین انجام ثبت میبستند. از سوژهها خواسته شد که در هنگام مدیتیشن در حالت آرامش با چشمان بسته بنشینند و توجه خود را بر تنفس متمرکز کنند - یک گروه از سوژههاي با تجربه و مبتدي با راهنمایی مربی و گروه دیگر از سوژههاي با تجربه، مدیتیشن را بدون راهنمایی مربی انجام دادند - . در هنگام ثبت براي تنظیم نور اتاق کلیه چراغها خاموش بود.
سیگنالهاي الکتروآنسفالوگرام و الکتروکاردیوگرام با استفاده از سیستم پاورلب 16 کاناله - ADInstrument - در کلینیک مدیتیشن در مشهد ثبت شده است. الکترودهاي ثبت EEG مطابق با سیستم 10-20 در مکانهاي Fz، Cz و Pz با مرجعدهی به نرمه گوش چپ و راست قرار گرفتند. بطور همزمان سیگنال الکتروکاردیوگرام از لید I ثبت شد. براي ثبت سیگنال الکتروآنسفالوگرام فیلتر بالاگذر Hz0.1، فیلتر پایین گذر Hz 50 و فیلتر ناچ - براي حذف نویز برق شهر - فعال شد. نرخ نمونه برداري 400 هرتز انتخاب شد.
رزولوشن مبدل آنالوگ به دیجیتال دستگاه 24 بیت و نسبت سیگنال به نویز آن بیشتر از 100 dB بود.
-2-2 تحلیل داده
-1-2-2 تحلیل آماري
در این مطالعه ویژگیهاي حوزه زمان سیگنال نرخ ضربان قلب از قبیل میانگین، واریانس، انحراف معیار، میانه، مد، ماکزیمم و مینیمم سیگنال استخراج و تحلیل شد.
-2-2-2 ضرایب ویولت
ویژگی چندمقیاسه تبدیل ویولت، تجزیه سیگنال به تعدادي از مقیاسها را ممکن میسازد. فرآیند تجزیه چند رزولوشنی سیگنال x[n] بهطور شماتیک در شکل 1 نشان داده شده است. هر مرحله شامل دو فیلتر دیجیتال و دو کاهش دهنده نرخ نمونهبرداري بر 2 است.
اولین فیلتر g یک ویولت مادر گسسته است که ذاتاً بالاگذر میباشد و فیلتر دوم h قرینه آن بوده و ذاتاً پایینگذر است. خروجیهاي این دو فیلتر با عبور از کاهش دهنده نرخ نمونهبرداري بر 2 بهترتیب جزء D1 و تقریب A1 را ایجاد میکنند. تقریب A1 مجدداً تجزیه شده و مطابق با شکل 1 ادامه مییابد. تمام تبدیل ویولتها میتوانند با فیلتر پایینگذر h مشخص شوند که شرط فیلتر آینهاي استاندارد تربیعی را برآورده میکنند:
شکل .1 تجزیه زیرباند تبدیل ویولت گسسته، g[n] فیلتر بالاگذر و h[n] فیلتر پایینگذر است
هدف از تحلیل ویولت تفکیک و جداکردن ساختارهایی با مقیاسهاي زمانی متفاوت میباشد. انتخاب ویولت مناسب و تعداد سطوح تجزیه در تحلیل سیگنالها بسیار مهم است.
انتخاب تعداد سطوح مبتنی بر اجزاي فرکانس غالب است و بهنحوي انتخاب میشود که قسمتهایی از سیگنال که با فرکانسهاي لازم براي طبقهبندي همبستگی دارند، به وسیله ضرایب ویولت نگه داشته شوند. غالباً تستها با انواع مختلفی از ویولت انجام میشود و ویولتی با ماکزیمم راندمان براي کاربرد خاص انتخاب میشود.
-3 نتایج تجربی
-1-3 سیگنال نرخ ضربان قلب
-1-1-3 حوزه زمان
ویژگیهاي حوزه زمان از سیگنال نرخ ضربان قلب نظیر میانگین، واریانس، انحراف معیار، میانه، مد، ماکزیمم و مینیمم استخراج و تحلیل شد. دو دقیقه 120 - ثانیه - از سیگنال نرخ ضربان قلب در شکل 2 نشان داده شده است.
قاب بالا سیگنال نرخ ضربان قلب را قبل از مدیتیشن و قاب پایین این سیگنال را در هنگام مدیتیشن نشان میدهد.
شکل .2 دو دقیقه از سیگنال نرخ ضربان قلب. قاب بالا نرخ ضربان قلب یک سوژه را قبل از مدیتیشن و قاب پایین آن را در هنگام مدیتیشن نشان میدهد.
