مقاله توان نسبی سیگنال مغزی هنگام گوش دادن به قرآن کریم

بخشی از مقاله

چکیده

- قرآن کریم کتاب آسمانی مسلمانان است و تمام آنچه را که بشر برای هدایت نیاز داشته، در آن آمده است. یکی از خواص ویژه مغز و ذهن انسان قبول باورهاست و مغز سعی میکند تا در جهت خواستها و باورهایش تغییر کند. در این مطالعه، توان نسبی سیگنال الکتروانسفالوگرام در زمان شنیدن آیات قرآن کریم بر روی 47 مسلمان فارسی زبان بررسی شده است. بدین منظور پروتکلی طراحی شده است که حالت مغز در زمان گوش دادن به قرآن کریم با اطلاع قبلی، گوش دادن به قرآن کریم بدون اطلاع قبلی و گوش دادن به یک متن عربی بدون اطلاع قبلی بررسی شده است. تجزیه و تحلیل آماری نشاندهنده تغییرات معنیدار توان نسبی دلتا، تتا، آلفا، بتا و گاما در زمان شنیدن قرآن کریم با اطلاع قبلی بوده و مشخص شده است که میتوان از آوای قرآن کریم به عنوان یک روش سودمند برای آرامشبخشی استفاده کرد. شاخص جدیدی تحت عنوان شاخص آرامش نیز در این مطالعه تعریف شده است که افزایش معنیدار این شاخص، حاکی از ایجاد شرایط روحی مناسب در داوطلبان در زمان شنیدن قرآن کریم با اطلاع قبلی بوده است.

کلید واژه- توان نسبی، سیگنال الکتروانسفالوگرام، شاخص آرامش، قرآن کریم، مسلمانان فارسی زبان.

-1 مقدمه

در چند سال اخیر، محققان اثر وقایع مختلف مثل مدیتیشن [1-2] و موسیقی [3- 4] بر سیگنال EEG را بررسی کردهاند. در زمان گوش دادن به موسیقی، قسمتهای مختلفی از مغز از جمله قشر شنوایی، قشر فرونتال، قشر مرکزی حتی قشر حرکتی درگیر پردازش میشوند .[5] نتایج مطالعات، افزایش توان تتا فرونتال میانی در زمان گوش دادن به موسیقی خوشایند نسبت به موسیقی ناخوشایند را نشان داده است Kabuto .[6] معتقد است که اثرات آرامشبخشی موسیقی با تغییرات توان تتا مرتبط است [7] و Chan بیان کرده است که گوش دادن به موسیقی کلاسیک باعث افزایش توان تتا خلفی شده است Hurless

.[8] گزارش داده است که در زمان گوش دادن به سه ضرب - آهسته، متوسط و سریع - توان بتا افزایش مییابد اما امواج آلفا تغییری ندارد در حالی که در زمان گوش دادن به دو موسیقی راک و جاز، بتا افزایشی نداشته ولی آلفا افزایش داشته است .[9] به طور معمول، هنگامی که مغز در حالت آرامش و استراحت است، فرکانسهای غالب باندهای تتا و آلفا هستند و در زمانی که با یک کار شناختی یا تفکری درگیر است امواج گاما و بتا، غالبهستند Kim .[10] و همکاران، تغییرات نرخ ضربان قلب و همچنین EEG را قبل و در طول مدیتیشن Autogenic بررسی کردهاند و کاهش معنیدار توان مطلق باند دلتا، کاهش تقریباً معنیدار توان مطلق باند بتا، کاهش معنیدار توان نسبی باند دلتا و افزایش معنیدار کوهرنس برای باندهای آلفا، بتا، بتا بالا، گاما و گاما بالا در طول مدیتیشن را گزارش کردهاند Aftanas .[11]

افزایش توان تتا 4-8 - هرتز - و آلفا8-10 - 1 هرتز - در مدیتیشن Sahaja Yoga را گزارش کرده است .[12]در سالهای اخیر به تأثیر معنویت بر سلامتی انسان توجه زیادی شده و در مکاتب مختلفی مثل اسلام، مسیحی و یهودی دلایل بسیاری برای استفاده از نماز و نیایش و اثر آنها بر سلامتی ارائه شده است .[13] در این راستا، تعداد محدودی از مطالعات نیز وجود دارد که تغییرات سیگنال EEG در زمان گوش دادن به کتاب آسمانی مسلمانان را بررسی کردهاند. Doufesh و همکاران بیان کردهاند که اختلاف معنیداری بین میانگین توان نسبی آلفا در بین نماز تقلبی و نماز واقعی وجود ندارد. اگرچه دامنه آلفا در حالت سجده در نماز تقلبی و واقعی در نواحی آهیانهای و پسسری در مقایسه با حالت استراحت افزایش داشته است Zulkurnaini .[14] و همکاران باند آلفای
 
EEG را در زمان گوش دادن به قرآن کریم و موسیقی کلاسیک مقایسه کرده و نشان داده اند که همبستگی بین امواج مغزی در دو نیمکره چپ و راست در زمان گوش دادن به قرآن کریم از حالت موسیقی کلاسیک بیشتر است همچنین توان باند آلفا در زمان شنیدن قرآن کریم بیشتر شده است Kamal .[15] و همکاران فعالیت مغز را در هنگام خواندن قرآن کریم و خواندن یک کتاب مقایسه کرده و نشان دادهاند که همبستگی منفی بین خواندن قرآن کریم و خواندن یک کتاب برای هر فرد وجود داردوخواندن قرآن کریم یک نوع مدیتیشن محسوب میشود و باعث کاهش استرس نسبت به حالت استراحت میشود Shekha .[16]

وهمکاران اثرات گوش دادن به قرآن کریم را با موسیقی آهسته، سخت و راک مقایسه کرده و نشان دادهند که گوش دادن به قرآن کریم باعث تولید امواج آلفا میشود و کمک میکند تا فرد به حالت استراحت برسد .[17]در مطالعه حاضر، تغییرات سیگنال EEG در زمان گوش دادن به قرآن کریم بر روی افراد سالم فارسی زبان مسلمان بررسی شده است. بدین منظور پروتکلی طراحی شده است که در آن دوطلبان به آیاتی از قرآن کریم با اطلاع قبلی و بدون اطلاع قبلی گوش فرا دادهاند. سیگنال مغزی داوطلبان در هر مرحله ثبت و برای بررسی سیگنال EEG از توان نسبی استفاده شده است که با استفاده از نرمافزار SPSS نتایج مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفته است.

-2 پروتکل ثبت سیگنال مغزی

-1-2این مطالعه در سال 1391 و در یک اتاق آکوستیک ضبط صدا انجام گرفته است. 47 داوطلب مسلمان فارسیزبان سالم 19 - نفر خانم و 28 نفر آقا - ، با بازه سنی 16 تا 25 سال و میانگین سنی 21/4 ± 2/708 از طریق اطلاعرسانی عمومی در این مطالعه شرکت کردهاند. زمان حضور آنها در محل، برای نیمی از داوطلبان ساعت 10:30 صبح و برای نیمی دیگر ساعت 13 بعدازظهر بوده است.

-2-2سه فایل صوتی برای این مطالعه در نظر گرفته شده است: - الف - پخش قسمتی از سوره فرقان بدون اطلاع قبلی - Q1 - - ب - پخش متن عربی بدون اطلاع قبلی - NQ - - ج - پخش قسمتی از سوره فتح با اطلاع قبلی . - Q2 - پروتکل شامل 4 مرحله کلی است - شکل : - 1
مرحله اول - پایه : - Pre - ثبت نوار مغز به مدت 100 ثانیه چشم باز و 120 ثانیه چشم بسته.

مرحله دوم - بدون اطلاع قبلی: ثبت نوار مغز به مدت 100 ثانیه چشم باز، 120 ثانیه چشم بسته و پس از آن پخش تصادفی Q1 یا NQ و ثبت همزمان نوار مغز به مدت 600 ثانیه چشم بسته.

مرحله سوم - بدون اطلاع قبلی: ثبت نوار مغز به مدت 100 ثانیه چشم باز، 120 ثانیه چشم بسته و پس از آن پخش تصادفی Q1 یا NQ و ثبت همزمان نوار مغز به مدت 600 ثانیه چشم بسته.

مرحله چهارم - با اطلاع قبلی: ثبت نوار مغز به مدت 100 ثانیه چشم باز، 120 ثانیه چشم بسته و پس از آن پخش فایل Q2 و ثبت همزمان نوار مغز به مدت 600 ثانیه چشم بسته.

هیچیک از داوطلبان به زبان عربی آشنایی نداشتهاند و قرآن کریم را از حفظ نبودهاند از این رو در مرحله دوم و سوم نوع فایل - قرآن کریم یا متن عربی - به آنها اعلام نشده است - بدون اطلاع قبلی - و تنها در مرحله چهارم به آنها اطلاع داده شده است که آیاتی از قرآن کریم برای آنها پخش خواهد شد - با اطلاع قبلی - .متن عربی با محتوای معنایی مثبت شامل جملاتی پند و اندرزگونه و امید بخش؛ توسط متخصصین زبان عربی، نوشته شده است به صورتیکه قابلیت قرائت به صورت ترتیل را نیز دارا باشد. ترتیل یعنی قاری باید متن را روان، آراسته، بدونتکلّف و شتاب ادا کند، به طوریکه حروف و کلمات در آن واضح و آشکار گردد. سپس از یک قاری قرآن درخواست شده است تا هر سه فایل را تا حد امکان مشابه و به صورت ترتیل قرائت کند و داوطلبان نیز از طریق هدفون به این فایلها گوش دادهاند. برای از بین بردن اثر توالی بین دو مرحله Q1 و NQ که هر بدون اطلاع قبلی برای داوطلب پخش شدهاند، این دو مرحله به صورت تصادفی برای داوطلبین پخش شده است. همچنین برای عدم تداخل اثر مراحل بر روی یکدیگر، از وقفهای 15 دقیقهای در بین تمام مراحل استفاده شده است.

-3-2  برای ثبت سیگنال از استاندارد 10-20 و دستگاه - g.USBamp   - g.tec, Graz, Austria استفاده شده است. نرخ نمونهبرداری بر روی 256 هرتز تنظیم شده است. از 13 الکترود طلا که در موقعیت Fp1 , Fp2, F3, Fz, F4, C3, Cz, C4 , P3,Pz, P4, O1, O2 قرار گرفتهاند برای ثبت سیگنالهای EEGFp2 , F3 , Fz, F4,استفاده شده است. الکترود مرجع بر روی لاله گوش راست و الکترود زمین در موقعیت Fpz قرار داده شده است. از فیلتر میانگذر و فیلتر notch داخلی g.USBamp استفاده شده که فیلتر میانگذر بر روی 0/1 تا 60 هرتز و فیلتر notch بر روی 50 هرتز تنظیم شده است.زمان رخدادهایی مانند حرکت سر و گردن، حرکت دست و پا، حرکت روی صندلی، تنفس عمیق و قورت دادن آب دهان یادداشت شده است و سپس این قسمتها در سیگنال علامت گذاری شدهاند. پنجرههای زمانی از سیگنال EEG با مدت زمان 4s که حاوی رخدادهای ذکر شده در بالا نبودهاند، انتخاب شده-اند. مقدار ویژگی مورد نظر برای تمام پنجرههای زمانی 4s محاسبه میشود و در انتها از مقدار میانگین آن ویژگی بر روی تمام پنجرههای زمانی موجود، برای ارزیابی تغییرات سیگنال EEG در بین 47 نفر و 4 وضعیت مورد نظر استفاده شده است.

-4-2 با استفاده از نرم افزار SPSS نتایج مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفته است. در ابتدا با استفاده از آزمون آماری کولموگروف - اسمیرنوف، نرمال بودن دادهها در چهار مرحله Pre, Q1, NQ, Q2 بررسی شده است. براساس نرمال بودن یا نبودن دادههای هر یک از الکترودها، از آزمونهای پارامتریک - آزمون درون گروهی تحلیل واریانس با اندازههای تکراری و آزمون تکمیلی t با نمونههای جفت - یا آزمونهای ناپارامتریک - آزمون فریدمن و آزمون تکمیلی ویلکاکسون - با سطح معنی-داری 0/05 استفاده شده است.

-5-2روشهای بسیار متفاوتی برای شناسایی الگو در سیگنالهای EEG وجود دارد که در میان آنها ویژگیهای استخراج شده در حوزه فرکانس یکی از متداولترین راهها برای تشخیص فعالیت-های فکری است که در اینجا از توان نسبی برای تحلیل سیگنال-های مغزی استفاده شده است. با توجه به آنکه این روش یکی از اولین و سادهترین روشهای استخراج ویژگی است تاکنون به طور وسیعی برای بررسی فعالیتهای مغزی مورد استفاده قرار گرفته است .[19-21] در سیگنال EEG هر فرکانس دارای ویژگی مشخصی است و حالت مشخصی از آگاهی و شرایط روحی فرد را نشان میدهد. در ابتدا با استفاده از تبدیل فوریه سریع، طیف توان سیگنال EEG محاسبه میشود.

در طیف توان، امواجی سینوسی با فرکانسهای مختلف قابل مشاهده است و به طور سنتی طیف توان EEG به پنج باند فرکانسی تقسیم میشود: دلتا 0/5 - تا 4 هرتز - ، تتا 4/5 - تا 8 هرتز - ، آلفا 8/5 - تا 12 هرتز - ، بتا - 12/5 تا 30 هرتز - و گاما - 30/5 تا 40 هرتز - . توان نسبی هر باند فرکانسی به صورت نسبت توان مطلق هر باند فرکانسی به مجموع توان مطلق از 0/5 تا 40 هرتز در نظر گرفته شده است.Nagata در سال 1985 شاخص نسبت توان را به صورت نسبت توان مطلق در باندهای فرکانسی دلتا و تتا - فعالیت امواج آهسته - به توان مطلق در باندهای فرکانسی آلفا و بتا - فعالیت امواج سریع - معرفی کرد .[22] با ایده گرفتن از این نسبت و بر اساس نتایج بهدست آمده در مطالعه، شاخص جدیدی تعریف شده است که در آن توان نسبی سه باند فرکانسی دلتا، تتا و آلفا لحاظ شده و عنوان »شاخص آرامش« برای آن در نظر گرفته شده است این شاخص برابر با نسبت مجموع توان نسبی تتا و آلفا به توان نسبی دلتا است.

-3 نتایج

میانگین و انحراف از میانگین توان نسبی دلتا، تتا، آلفا، بتا و گاما سیگنال EEG برای 13 الکترود و در بین چهار مرحله Pre, Q1, NQ, Q2 مورد بررسی آماری قرار گرفته است و نتایج تحلیل آماری به شرح ذیل است:الف- توان نسبی دلتا: - - 1 برای الکترود :Fp1 نتایج آزمون درون گروهی نشان میدهد که بین چهار مرحله تفاوت معنیدار وجود دارد. همچنین با استفاده از آزمون تکمیلی میتوان نتیجه گرفت که توان نسبی دلتا در مرحله Q2 نسبت به سه مرحله Pre, Q1, NQ و در مرحله Q1 نسبت به مرحله Pre کاهش معنیدار داشته است. - 2 - برای الکترودهای