Biosignals 2009 – international conference of bio inspired systems and s ignal processing

1. Drug addiction :a computational multiscale model combining neuropsychology , cognition and behavior Biosignals 2009 – international conference of bio inspired systems and signal processing Yariv Z. Levy, Dino Levy, Jerrold S. Meyer and Hava T. Siegelmann ارائه دهنده : روزبه کریمی

2. اهميت موضوع • میزان مصرف مواد مخدر در جولای 2006 (بر طبق آمار سازمان ملل) : 24.7 میلیون نفر آمفتامین ، 16 میلیون نفر کوکایین و 12 میلیون نفر هروئین (کوستا ، 2008) • عدم وجود روش درمان قطعی برای اعتیاد.

3. اهداف • ترکیب تئوریها/تحقیقات اخیر به صورت یک مدل چند لایه محاسباتی در راستای درک اعتیاد به عنوان یک فرآیند دینامیک. • بررسی اعتیاد به عنوان یک فرآیند بازگشت پذیر (بر خلاف فرضیات مدلهای قبلی) (سیگلمن ، 2008) • بررسی دقیق وابستگی زمانی برای فاکتورهای وادار کننده و مهار کننده. • بررسی رفتار معتاد گونه (drug seeking behavior) و مقایسه با داده ی آزمایشی.

4. تاريخچه ی اعتياد • فرض قدیمی درباره ی اعتیاد : کمبود اراده برای ترک • بررسی های نوین : • رابطه میان اعتیاد و فاکتورهای اجتماعی ، روانی و فیزیولوژیکی. • اعتیاد به عنوان یک بیماری (اینترلندی ، 2008) • عدم شناخته شدن کامل علل و شیوه های درمان کامل • نیاز به مدل محاسباتی برای درک بیشتر اعتیاد.

5. مدلهای قبلی • مدلهای ارایه شدی تا به امروز از دو دید میباشند : • مدلهای بر اساس به دست آوردن و یا اصلاح ساختار های رفتاری در مصرف داروهای مخدر و خود درمانی. • هر دو مورد بالا به شیوه ی آموزش ماشینی و خود سازمانده از طریق دینامیک های شبکه های عصبی. (احمد و.. ، 2007) • فرض در مدلهای بالا : اعتیاد یک پروسه ی غیر بازگشتی. • تناقض با مثالهای عملی از افرادی که ترک اعتیاد (به طور قطعی و 100%) میکنند (وینیک 1962 ، سوبل و.. ، 2000)

6. مدل ديناميکی اعتياد • در مدلی دینامیکی جدید تر هر دو پروسه ی اعتیاد و ترک اعتیاد امکانپذیر میباشند (سیگلمن ، 2008) • در این مدل اعتیاد به عنوان یک پروسه ی دینامیک در نظر گرفته میشود که در آن رفتار معتادگونه و پروسه های مهاری و واداری جدا از هم میباشند. • بر خلاف مدلهای قبلی که اعتیاد فقط منجر به پیشرفت اعتیاد میشد ، نتیجه ی بهبود نیز امکانپذیر است. • عوامل و پارامترهای موقتی جهت مقدار دهی به میزان عقلانیت و ادراک به سیستم وارد شده اند.

7. ساختار کلی مدل • سه زیر لایه : neuropsychological (NepS) ، cognitive (CogS) و behavioral (BehS) . • خروجی مدل G(t) : احتمال رفتار مواد جویی (معتاد گونه) : G(t)=(1-r(t)).(-C(t))+r(t).I(t) • r(t) : پارامتر عقلانیت • C(t) و I(t) : پروسه های رفتاری

8. بلوک دياگرام کلی مدل

9. Neuropsychological scale (Neps) • اثرات بر گرفته از حالت درونی فرد • اثرات بر گرفته از حالات محیطی (بیرونی) فرد

10. فرآيند های درونی • P(t) : میزان درد و اثرات نامطلوب اعتیاد (فیزیکی و اجتماعی) • افزایش متناسب با مصرف (دی آلبا و.. ، 2004) • S(t) : میزان استرس و احساسات منفی • افزایش در دوران ترک (هاجینس و.. ، 1995 ؛ کوب و لاموال ، 2001 ؛ آستون جونز و هریس ، 2004) • ایجاد هوس و خماری (استوارت ، 2000) • D(t) : میزان هوس و خماری • وابسته به تحریک دوپامین در nucleus accumbens (NAc) • q(t) : میزان برجستگی cue های مرتبط به اعتیاد • افزایش با مصرف بیشتر ، از دید آموزشی (هیمان ، 2005) • تعیین کننده ی مقدار اولیه ی cue ها مرتبط با اعتیاد در زمان وقوع

11. فرآيند های بيرونی • AP(t) : یک حادثه ی دردناک که منجر به ترک آنی شود (برادلی و ویلیامز ، 2006) • AS(t) : یک دوره (حادثه) ی پر استرس که منجر به مصرف آنی شود (ارب و.. ، 1996) • AD(t) : مصرف در دوران پاکی که میتواند منجر به اعتیاد دوباره شود (دوویت و استوارت ، 1983 ؛ اشپیلمن و.. ، 1999) • Q(t) : یک cue مرتبط با اعتیاد (سی ، 2002)

12. عملکرد NepS با توجه به G(t)

13. Coginitive scale (CogS) • ورودی f(t) : جمع وزن دار از فاکتورهای NepS • خروجی r(t) : فاکتور عقلانیت • تابعی غیر خطی از مقادیر قبلی r(t) و f(t) • r Є[0,1]

14. Behavioral scale (BehS) • G(t) بیانگر احتمال بروز رفتارهای منجر به مصرف در فرد • G(t)Є[-1,1] • G(t) > 0 : احتمال رفتار معتاد گونه کم (رفتار سالم) • G(t) <0 : احتمال رفتار معتاد گونه زیاد

15. فاکتور مهاری I(t) • I(t) : میانگین دو فاکتور مهاری iʹ(t) و i˝(t) و یک نویز تصادفی • iʹ(t) : وابسته به سن و میزان رشد عصبی لوب قدامی مغز فرد (دورستون و.. ، 2002 ؛ لئون کریون و.. ، 2004 ؛ بلیکمور و چاودهاری ، 2006) • i˝(t) : وابسته به قواعد اجتماعی محل زندگی فرد • i˝(t) : یک شبه سینوسی محدود به دو اکسپوننشال

16. فاکتور واداری C(t) • C(t) میانگین دو فاکتور واداری cʹ(t) و c˝(t) و نویز تصادفی • محاسبه بر اساس ”تئوری incentive-sensitization اعتیاد“ (رابینسون و بریج ، 1993) • حساس شدن لایه ی عصبی فرد در دفعات اولیه ی مصرف و برجسته شدنشان نسبت به ورودی های مرتبط با مصرف • تحریک سیستم واداری به مصرف مکرر به علت تغییر فوق • فاز اول : فاز لذت (sensitization) cʹ(t) • فاز دوم : فاز نیاز (incentive) c˝(t)

17. آزمايش مدل • آزمایش رفتار معتاد گونه در دو کاراکتر مجازی G.D. و V.D. • G.D. : مذکر در حدود سنی کالج با رشد فیزیکی و عقلانی مناسب (سالم) • V.D. : مذکر در سن 36

24. محدوديت ها و برنامه ی آتی • بررسی نمونه های واقعی و مقایسه ی نتایج حاصله از مدل و واقعیت • اضافه کردن یک لایه ی neurophysiological به مدل فعلی