آزمایشگاه‌های گروه علوم اعصاب شناختی

علوم اعصاب و علوم شناختی رشته‌هایی آزمایشگاهی و نیازمند امکانات و تجهیزات آزمایشگاهی است و در دپارتمان‌های مختلف بسته به تخصص و زمینه تحصیلی و همچنین بسته به مقاصد پژوهشی از ابزارها و روش‌های متنوعی استفاده می‌کنند.

با توجه به اینکه در این گروه گرایش رشته‌های مورد پذیرش "مغز و شناخت" و "روان‌شناسی شناختی" است، مبانی عصب شناختی فرایندهای شناختی با استفاده از الکترو انسفالوگرافی (EEG)، پتانسیل وابسته به رویداد (ERP)، دستگاه ردیاب چشمی (Eye- tracker) و همچنین روش‌های ثبت الکترو فیزیولوژیک حیوانی (LFP) مورد بررسی قرار می‌گیرد. 

خدمات قابل ارائه در آزمایشگاه

امکان ارزیابی فعالیت مغز در حین فعالیت به صورت زنده در مطالعات انسانی و حیوانی، امروزه توسط ابزارهای نوین این رشته فراهم گشته و به موضوع بسیار داغی در عرصه­ های پژوهش و تشخیص­های درمانی بدل شده است.

دستگاه ثبت پتانسیل وابسته به رویداد (Event-Related potential) که به اختصار ERP نامیده می­شود، ابزاری برای بررسی کارکرد­های مغز در شرایط مختلف است. با استفاده از این دستگاه می­توان نحوه مواجهه مغز با محرک­های مختلف را تعیین کرد. با توجه به امکان ثبت سیگنال­های مغزی، همزمان با انجام یک تکلیف و همچنین به دلیل حساسیت زمانی بسیار بالای دستگاه (امکان ثبت فعالیت مغز در هر 1 میلی ثانیه)، حیطه کاربردی این دستگاه بسیار متنوع است. پژوهش­های متعددی در حوزه­ علوم اعصاب و علوم شناختی به طور مستقیم وابسته به ارزیابی فعالیت مغز، حین اجرای یک تکلیف است. این پژوهش­ها منجر به ایجاد درکی عمیق­تر از ساز و کار مغز می­گردد. از طرف دیگر می­توان با بررسی این فعالیت­های عصبی، به نحوه و شدت اختلالات عصبی پی برد که در تشخیص­های بالینی نقش به سزایی خواهد داشت. علاوه بر این می­توان در پژوهش­های مرتبط با هوش مصنوعی، مهندسی پزشکی و همچنین در کاربرد­های مربوط به ارتباط مغز- کامپیوتر (BCI) از این ابزار بهره برد.

-دستگاه ثبت پتانسیل وابسته به رویداد  (Event- Related Potential): که به اختصار ERP نامیده می‌شود، ابزاری برای بررسی کارکردهای مغز در شرایط مختلف است. با استفاده از این دستگاه می‌توان نحوه مواجهه مغز با محرک‌های مختلف را تعیین کرد. با توجه به امکان ثبت سیگنال‌های مغزی، هم زمان با انجام یک تکلیف و همچنین به دلیل حساسیت زمانی بسیار بالای دستگاه (امکان ثبت فعالیت مغز در هر 1 میلی ثانیه)، حیطه کاربردی این دستگاه بسیار متنوع است. پژوهش‌های متعددی در حوزه علوم اعصاب و علوم شناختی به طور مستقیم وابسته به ارزیابی فعالیت مغز، حین اجرای یک تکلیف است. این پژوهش‌ها منجر به ایجاد درکی عمیق‌تر از ساز و کار مغز می‌گردد. از طرف دیگر می‌توان با بررسی این فعالیت‌های عصبی، به نحوه و شدت اختلالات عصبی پی برد که در تشخیص‌های بالینی نقش به سزایی خواهد داشت. علاوه بر این می‌توان در پژوهش‌های مرتبط با هوش مصنوعی، مهندسی پزشکی و همچنین در کاربردهای مربوط به ارتباط مغز- کامپیوتر (BCI) از این ابزار بهره برد. این سیستم شامل الکترودهایی است که روی سر قرار گرفته و امواج الکتریکی مغز را ثبت می‌کنند. این امواج از طریق یک آمپلی فایر، تقویت شده و سپس به وسیله یک مبدل آنالوگ به دیجیتال در کامپیوتر ثبت شده و توسط نرم افزارهای تحلیل سیگنال تحلیل می‌شوند. رویدادهای شناختی یا حسی مورد بررسی در پروژه‌های ثبت ERP از طریق نرم‌افزارهای مربوطه طراحی می‌شوند. این نرم افزارها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که با نرم افزار نمایش سیگنال‌های مغزی هماهنگ (Synchronized)‌‌ بوده، و زمان ارائه محرک را بر روی صفحه نمایش‌گر امواج مغزی نشان می‌دهند و از این طریق امکان تحلیل سگمنت‌های مربوطه را به صورت دقیق فراهم می‌نمایند. سیستم ثبت پتانسیل‌های وابسته به رویداد در آزمایشگاه مرکزی دانشگاه تبریز توسط کمپانی ANT از کشور هلند ساخته شد و دارای آمپلی فایر 64 کانال ثبت کانال مغزی می‌باشد.

دستگاه ردیاب چشمی: داده‌های مرتبط با توجه، تمرکز و همچنین موقعیت چشم و اندازه مردمک فرد را محاسبه می‌کند. داده‌های ردیابی چشم، بینش‌های منحصر به فردی را در مورد رفتار و شرایط انسان ارائه می‌دهد، نحوه تعامل افراد با ماشین‌ها و دستگاه‌ها را دیجیتالی می‌کند، و بستر را برای شرکت‌ها فراهم می‌کند تا راه حل‌ها و برنامه‌های نوآورانه توسعه دهند. این فناوری در تحقیقات علوم اعصاب و علوم شناختی نقش ویژه‌ای را به خود گرفته و در زمینه اقتصاد رفتاری و شناختی، عصب بازاریابی (Neuromarketing) و اقتصاد عصبی (Neuroeconomics) به طور ویژه‌ای استفاده می‌شود تا ترجیحات مخاطبان و مشتریان محصولات و خدمات اقتصادی بهتر بررسی شود.

دستگاه تحریک فراجمجمه‌ای: تحریک الکتریکی ترانس کارنیال (Trans Cranial Stimulation) یک روش غیر تهاجمی تحریک مغز است که یک جریان الکتریکی را از مغز عبور می‌دهد تا عملکرد مغز را تغییر دهد. جریان الکتریکی معمولاً از طریق دو یا چند الکترود به پوست سر فرد اعمال می‌شود. tES شامل تعدادی تکنیک مختلف از جمله تحریک جریان مستقیم ترانس کرانیال (tDCS)، تحریک جریان متناوب (tACS) و تحریک نویز تصادفی (tRNS) است. tDCS از جریان مستقیمی استفاده می‌کند که با شدت‌های کم (به عنوان مثال 0/5- 2 میلی‌ آمپر) از طریق یک یا چند الکترود فعال (آند) تحویل داده می‌شود، سپس این جریان در سر منتشر می‌شود و از طریق الکترود مرجع (کاتد) باز می‌گردد. این جریان یک طرفه الکتریسیته به طور قابل اعتمادی تحریک پذیری قشر مخ را تعدیل می‌کند که تحریک پذیری معمولاً در الکترود آند افزایش و در الکترود کاتد کاهش می‌یابد. tACS از یک جریان الکتریکی استفاده می‌کند که بین الکترودها، معمولاً در یک موج سینوسی، متناوب می‌شود. بر خلاف tACS ،tDCS تحریک پذیری نورون‌ها را تغییر نمی‌دهد، اما شلیک عصبی را از تعداد زیادی نورون‌های زیرین به فرکانس اگزوژن جذب می‌کند. tRNS شبیه به tACS است که از یک جریان متناوب استفاده می‌کند،‌ با این حال به جای تحریک در یک فرکانس ثابت در طول دوره تحریک، tRNS در یک فرکانس تصادفی دامنه در یک محدوده خاص متناوب می‌شود.

دستگاه‌های تحریک الکتریکی ترانس کرانیال دستگاه‌های باتری خور کوچکی هستند که معمولا دارای یک باتری 9 ولتی بوده و جریان مستقیم حداکثر دو میلی آمپری ایجاد می‌کنند. این دستگاه‌ها، کنترل پنلی دارند که می‌توان مدت و شدت تحریک را با آن تنظیم کرد. این دستگاه الکترودهایی دارد که روی سر قرار می‌گیرند و توسط گیره یا سربندهایی سر جای خود ثابت می‌شوند. این الکترودها در داخل یک پارچه اسفنجی که با محلول آب نمک خیس شده قرار می‌گیرند تا هدایت جریان الکتریکی بهتر شود. الکترودهای مزبور که یک قطب مثبت (آند) و دیگری قطب منفی (کاتد)‌ است روی پوست سر قرار داده می‌شود. هر الکترود توسط یک سیم به دستگاه وصل می‌شود. هنگامی که دستگاه روشن باشد، جریان الکتریکی از دستگاه به الکترود و متعاقباً به مغز وارد می‌شود.

ست اپ الکترو فیزیولوژی حیوانی: هدف از راه اندازی آزمایشگاه الکترو فیزیولوژی حیوانی پژوهش در زمینه بررسی مکانیسم‌های فرایندهای شناختی در سطح شبکه‌های مغزی و همچنین توسعه متوازن مسیرهای پژوهشی با استفاده از مطالعات پایه و کاربردی در مدل‌های حیوانی می‌باشد. ست اپ الکترو فیزیولوژیکی حیوانی که مطالعه به روش پتانسیل‌های میدانی محلی LFP را فراهم می‌کند، هم زمان قادر به ثبت و تحریک الکتریکی هم زمان از چندین ناحیه مغزی (16 کانال) را داشته  و امکان ثبت EEG از حیوان را نیز فراهم می‌کند. این تجهیزات شامل یک دستگاه Stereotaxic و دستگاه آمپلی فایر دو کاناله و استیمولاتور تک کاناله (Bio Stim) می‌باشد. به کمک این ست اپ می‌توان با کاشت الکترود در نواحی مخلف مغز پتانسیل‌های میدانی حاصل از فعالیت الکتریکی بخش‌های مختلف مغز در سطح مدارهای عصبی و نیز هم‌ زمانی فعالیت نواحی مختلف مغزی را در حین انجام تکالیف رفتاری مختلف ثبت و بررسی کرد.

ارتقای جایگاه آزمایشگاه علوم اعصاب شناختی (کلیک)