همان­طور که قبلاً اشاره گردید، روش­های مبتنی بر رفتار گروهی موجودات زنده در مقایسه با دیگر روش­های بهینه­سازی بر روی برخی مسائل دارای کارایی بهتری می­باشند . به همین دلیل، گرایش زیادی برای استفاده از این روش­ها وجود دارد. در این تحقیق از روش جدیدی مبتنی بر ترکیب دو الگوریـتم خفاش وFuzzy c-means ، برای خوشــه­بندی اطلاعات استفاده خواهد شد. در واقع هدف این است که داده ­های موجود را بتوان به­نحوی با حداقل خطا خوشه­بندی نمود. در این راستا، سعی بر آن است تا مزایای هر دو الگوریتم را به کار گرفته و داده ­ها را به گونه ­ای خوشه بندی کنیم که حداکثر شباهت بین داده ­های یک گروه برقرار باشد و از طرفی داده ­های موجود در گروه های مجزا کمترین شباهت را داشته باشند.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

روش Fuzzy c-means در کنار مزایایی چون همگرا یی و بدون نظارت بودن، معایبی نیز دارد. این معایب را به اختصار می­توان به صورت زیر بیان کرد:
وابستگی به شرایط اولیه: انتخاب مقادیر اولیه در این روش پاسخ نهایی را دستخوش تغییرات قرار می­دهد و خوشه­های به­دست آمده بنا به مقادیر اولیه بسیار متفاوت خواهند بود.
همگرایی به نقاط بهینه محلی
جهت مرتفع نمودن این معایب، در تحقیقات اخیر ایده­های متفاوتی بیان گردیده است که تا حد قابل قبولی کارساز بوده است. از کارهای انجام شده می­توان به ترکیب این الگوریتم با الگوریتم­های اجتماع پرندگان، الگوریتم ممتیک، ژنتیک و آبکاری فولاد اشاره کرد. در این پایان نامه جهت رفع معایب ذکر شده در الگوریتم Fuzzy c-means از ترکیب این الگوریتم با الگوریتم خفاش استفاده شده است.
۴-۲- خوشه بندی اطلاعات مبتنی بر روش ترکیبی پیشنهادی
در اینجا کاربرد الگوریتم پیشنهادی که مبتنی بر ترکیب الگوریتم بهبود یافته رقابت خفاش و Fuzzy c-means می­باشد جهت خوشه­بندی اطلاعات توضیح داده خواهد شد. هدف این است که داده ­های موجود درخوشه­های مناسب دسته­بندی شده و در این راستا نیز مراکز خوشه و ماتریس تعلق تعیین گردند. مراحل این روش در ادامه ذکر خواهند شد.
مرحله­ اول: تولید جمعیت اولیه
ابتدا جمعیت اولیه به صورت تصادفی تولید می­گردد.
(۴-۱)
Population=[X₁ X₂ . . . X_N] N=1,2,…,number of population
sol(X_i)=[ center₁ , center₂ , . . . ,center_c] c=1,2,…,number of cluster
center=[y₁ y₂ . . . y_d] d=1,2,…,number of feature
هرX، نمایانگر یک خفاش می­باشد. هر خفاش در ابتدا در یک موقعیت تصادفی sol(X_i)
centerنشان دهنده مرکز خوشه است که از موقعیت خفاش­ها گرفته شده است. c و d و N به ترتیب تعداد خوشه ­ها، بعد مراکز خوشه و تعداد جمعیت خفاش­ها می باشد.
مرحله­ دوم: تولید بردار متضاد برای هر عضو از اعضای جمعیت
مرحله­ سوم: ارزیابی تابع هدف
ابتدا ماتریس تعلق به صورت تصادفی مقدار­دهی اولیه می­ شود. سپس تابع هدف یک­بار با بهره گرفتن از X_i به عنوان مرکز خوشه ­ها و بار دیگر با بهره گرفتن از ، برای هر دیتای ورودی، محاسبه می­گردد. . حال اگر دارای تابع هدف بهتری نسبت به باشد جایگزین آن می‌شود.
(۴-۲)
n، تعداد داده ­های ورودی است و v مرکز خوشه است.
مرحله­ چهارم: مرتب­سازی جمعیت اولیه بر اساس تابع هدف
جمعیت، براساس مقدار تابع هدف به صورت صعودی مرتب می­ شود. سپس موقعیت خفاشی که تابع هدف را می­نیمم می­ کند، به عنوان بهترین موقعیت در نظر گرفته می­ شود.
X₁ J₁ X₂ J₂
X_sort = . .
. .
X_N J_N

• • مرحله­ پنجم: انتخاب یکی از دو استراتژی جهش

در ابتدای هر تکرار یکی از دو نوع جهش توسط هر خفاش انجام شده، موقعیت جدید به­دست آمده طبق رابطه (۱۸-۳) با بردار اولیه ترکیب می­ شود. حال اگر بردار جدید تابع هدف کوچکتری نسبت به بردار اولیه داشته باشد جایگزین آن می‌شود، در غیر این صورت الگوریتم با همان بردار اولیه به کار خود ادامه می‌دهد.

• • مرحله ششم: به­روزرسانی موقعیت­ها با اجرای الگوریتم خفاش

در این مرحله موقعیت­ها با اجرای الگوریتم خفاش به­روز می­گردد.
مرحله هفتم: اجرای الگوریتم Fuzzy c-means
بعد از به­روزرسانی موقعیت­ها، موقعیت به­روز شده به عنوان مراکز جدید خوشه ­ها در نظر گرفته می­ شود. با بهره گرفتن از این مراکز، ماتریس تعلق داده ­ها با کمک روابطی که پیشتر برای الگوریتم Fuzzy c-means ذکر شد، به­روز می­ شود و مجدداً تابع هدف محاسبه می­گردد.
مرحله­ هشتم: اعمال جستجوی محلی بر روی موقعیت جدید
برای فرار از گیر کردن در بهینه محلی، بعد از به­روز شدن موقعیت­ها، جستجوی محلی انجام می­گیرد. این جستجو در دو مرحله انجام می­ شود :

• • مرحله­ اول: جستجوی محلی اتخاذ شده از الگوریتم PSO

• • مرحله­ دوم: جستجوی محلی اتخاذ شده از الگوریتم SA

مرحله­ نهم: اجرای الگوریتم Fuzzy c-means
موقعیت به دست آمده از جستجوی محلی به عنوان مراکز کلاستر در نظر گرفته شده و مطابق با الگوریتم FCM ، تابع هدف محاسبه می­ شود.
مرحله­ دهم: پذیرفتن موقعیت جدید و به­روزرسانی دامنه و نرخ ارسال پالس

شکل ۲-۱۱. خوشه‌بندی کاهشی
۲-۲-۱-۲-۵. الگوریتم خوشه‌بندی Median K-Flat
الگوریتم Median K-Flat یا به اختصار MKF مجموعه داده‌ی را به K خوشه‌ی افراز می‌کند که هر خوشه یک شبه فضای^[۵۸] d-بُعدی تقریباً خطی می‌باشد. پارامتر‌ با فرض ماتریسی با ابعاد می‌باشد، که هر یک از خانه‌های آن تخمین شبه فضای خطی متعامد^[۵۹] می‌باشد. قابل به ذکر است که می‌باشد. در این جا تخمین شبه فضای خوشه‌های را نام‌گذاری می‌کنیم. مطابق تعاریف بالا تابع انرژی برای افرازهای ‌ بر اساس شبه فضای به شکل زیر تعریف می‌شود [۷۷].

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

(۲-۱۳)
این الگوریتم سعی می‌کند تا مجموعه داده را به خوشه‌های ‌تبدیل کند به نحوی که تابع انرژی کمینه باشد. تا وقتی که سطوح تخت اساسی^[۶۰] به شکل شبه فضای خطی هستند ما می‌توانیم به صورت فرضی المان‌های X را در یک حوضه واحد نرمال کنیم به طوری که برای و تابع انرژی را به شکل زیر بیان کنیم: [۷۷]
(۲-۱۴)
این الگوریتم برای کمینه‌سازی تابع انرژی الگوریتمMKF از روش کاهش گرادیان تصادفی استفاده می‌کند. مشتق تابع انرژی بر اساس ماتریس به شرح زیر است:
(۲-۱۵)
این الگوریتم نیاز به تطبیق بر اساس مؤلفه‌ی متعامد مشتق دارد. بخشی از مشتق که با شبه فضای موازی است به شرح زیر می‌باشد.
(۲-۱۶)
از این روی مؤلفه متعامد برابر است با رابطه ۲-۱۷ می‌باشد.
(۲-۱۷)
در رابطه بالا برابر با رابطه ۲-۱۸ است.
(۲-۱۸)
با در نظر گرفتن محاسبات بالا، الگوریتم MKF تصمیم می‌گیرد که داده تصادفی از مجموعه داده، عضو کدام باشد، و از این طریق شروع به چیدن داده‌ها می‌کند. آن گاه، الگوریتم تابع را به‌روز کند که در آن (مرحله زمانی) پارامتری است که توسط کاربر تعیین می‌شود. این فرایند آن قدر تکرار می‌شود تا ضابطه همگرایی دیده شود. آنگاه هر نقطه از مجموعه داده به نزدیک‌ترین شبه فضای که تعیین‌کننده خوشه‌هاست اختصاص داده می‌شود. شبه کد زیر فرایند الگوریتم MKF را نشان می‌دهد [۷۷].

Input:
: Data, normalized onto the unit sphere, d: dimension of subspaces K: number of subspaces, the initialized subspaces. : step parameter.
Output: A partition of X into K disjoint clusters
Steps:
۱. Pick a random point in X
۲. Find its closest subspace , where
۳. Compute by
۴. Update
۵. Orthogonalize
۶. Repeat steps 1-5 until convergence
۷. Assign each xi to the nearest subspace

شکل ۲-۱۲. شبه‌کد الگوریتم MKF [77]
۲-۲-۱-۲-۶. الگوریتم خوشه‌بندی مخلوط گوسی
یک مخلوط گوسی^[۶۱] یا همان را می‌توان ترکیب محدبی^[۶۲] از چگالی‌های گوسی دانست. یک چگالی گوسی در فضای d-بُعدی به ازای میانگین ، توسط ماتریس هم‌وردایی^[۶۳] با ابعاد به صورت زیر تعریف می‌شود: [۸۳]
(۲-۱۹)
در رابطه بالا پارامتر‌های و را تعریف می‌کند. از این روی مؤلفه به صورت زیر تعریف می‌شود:
(۲-۲۰)
در رابطه (۲-۲۰) پارامتر وزن مخلوط کردن^[۶۴] و مؤلفه مخلوط می‌باشد. از آنجا که در مقایسه با تخمین چگالی غیر پارامتری، تعداد کمتری از توابع چگالی در تخمین چگالی مخلوط باید ارزیابی شود، از این روی ارزیابی چگالی کارآمدتر خواهد بود. علاوه بر آن، استفاده از اجرای محدودیت هموار کردن^[۶۵] بر روی برخی از مؤلفه‌های مخلوط در نتیجه‌ی چگالی به ما اجازه می‌دهد تا چگالی مستحکم‌تری را تخمین بزنیم. الگوریتم حداکثر-انتظار^[۶۶] یا همان به ما اجازه به‌روز کردن پارامتر‌های مؤلفه‌ی مخلوط را مطابق با مجموعه داده به ازای هر می‌دهد، به طوری که احتمال هرگز کوچک‌تر از مخلوط جدید نشود. به‌روز کردن الگوریتم می‌تواند در یک فرایند تکراری برای تمامی مؤلفه‌های مطابق با رابطه‌های زیر انجام شود: [۸۳]
(۲-۲۱)
(۲-۲۲)
(۲-۲۳)
(۲-۲۴)
در این تحقیق از روش پیشنهادی بومن و همکاران^[۶۷] برای پیاده‌سازی الگوریتم مخلوط گوسی استفاده شده است. از آنجایی که روش پیاده‌سازی و توضیحات مربوط به الگوریتم مخلوط گوسی در روش ترکیب مبتنی بر مخلوط استفاده می‌شود از این روی در بخش روش‌های ترکیب نتایج با تابع توافقی آن را بررسی خواهیم کرد.
۲-۲-۲. معیارهای ارزیابی
در یادگیری با ناظر^[۶۸] ارزیابی راحت تر از یادگیری بدون ناظر است. برای مثال آن چیز که ما در رده‌بندی^[۶۹] باید ارزیابی کنیم مدلی است که ما توسط داده‌های^[۷۰] یادگیری به الگوریتم هوش مصنوعی^[۷۱] آموزش^[۷۲] داده‌ایم. در روش‌های با ناظر ورودی و خروجی داده معلوم است و ما بخشی از کل داده را برای آزمون جدا کرده و بخش دیگر را به عنوان داده یادگیری استفاده می‌کنیم و پس از تولید مدل مطلوب ورودی داده آزمون^[۷۳] را در مدل وارد کرده و خروجی مدل را با خروجی واقعی می‌سنجیم^[۷۴]. از این روی معیارهای بسیاری برای ارزیابی روش‌های با ناظر ارائه‌شده‌اند.
در یادگیری بدون ناظر روش متفاوت است. در این روش هیچ شاخص معینی در داده جهت ارزیابی وجود ندارد و ما به دنبال دسته‌بندی کردن داده‌ها بر اساس شباهت‌ها و تفاوت‌ها هستیم. از این روی برخلاف تلاش‌های خیلی از محققان، ارزیابی خوشه‌بندی خیلی توسعه داده نشده است و به عنوان بخشی از تحلیل خوشه‌بندی رایج نشده است. در واقع، ارزیابی خوشه‌بندی یکی از سخت‌ترین بخش‌های تحلیل خوشه‌بندی است [۳۳]. معیارهای عددی، یا شاخص‌هایی که برای قضاوت جنبه‌های مختلف اعتبار یک خوشه به کار می روند، به سه دسته کلی تقسیم می‌شوند:

۰/۴۱

۰/۲۰

فیبر

۱/۱۱

۱/۱۰

خاکستر

۰/۵۴

۰/۹۲

۲-۱-۲-۲- فرآوری و تبدیل کاساوا
عمر مفید کاساوا چند روز است و خواص ویژه خود را از دست می دهد اگر برگ های کاساوا دو هفته قبل از برداشت حذف شوند عمر مفید آن دو هفته طولانی تر می شود.قرار دادن ریشه در پارافین یا موم یا ذخیره کردن آن در کیسه پلاستیکی خطرات آن را کاهش داده و عمر مفید آن را به ۳ تا ۴ هفته افزایش می دهد ریشه پوست گیری شده را می توان منجمد کرد.روش سنتی عبارتست از بسته بتدی ریشه در مالچ مرطوب برای تمدید عمر مفید آن می باشد .ریشه های خشک را می توان کوبید و به آرد تبدیل کرد در خلال فرایند کوبیدن ریشه،ذرت را می توان اضافه کرد تا پروتئین آرد افزوده شود. آرد کاساوا دارای ظرفیت نگهداری آب زیادی می­باشد و از آن در تهیه پخت نان،کیک،کراکر و پودینگ استفاده می­ شود. بعضا آرد کاساوا با مشتقات جزیی ممکن است به عنوان جانشین آرد گندم در تهیه نان استفاده شود. نانی که بطور کامل از آرد کاساوا تهیه شده در امریکا به بازار عرضه شده و نیاز افراد دارای آلرژی به آرد گندم را برآورده کرده است. ریشه های تازه را می­توان به صورت قطعه های نازک کاملا سرخ کرده و محصولی مشابه چیپس سیب زمینی تهیه کرد.ریشه ها را می­توان پوست گیری رنده کرده و با آب شستشو داده و نشاسته را استخراج نمود و همچنین پروتئین برگ را می­توان به خوراک دام اضافه کرد. در افریقا فرآوری ریشه به چند روش مختلف صورت می­گیرد. آن ها ممکن است برای اولین بار در آب تخمیر شده سپس آن ها را بوسیله آفتاب خشک کرده برای ذخیره سازی یا رنده نمودن آن سپس خمیر تهیه می نمایند و می پزند. نوشیدنی های الکلی را نیز میتوان از ریشه کاساوا تهیه نمود. برگ­های جوان حساس می تواند به عنوان سبزیهای معطر خوراکی مورد استفاده قرار گیرد که حاوی سطوح بالایی از پروتئین می باشد. استفاده های صنعتی از کاساوا و فرایند تبدیل آن در کارخانجات و تولید محصولاتی شامل کاغذسازی، پارچه،چسب، شربت فروکتوز، سوخت زیستی، خوراک دام وکیسه های زیست تخریب پذیر می­باشد ]۲۲ و ۶۸[.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

۲-۲- نانو تکنولوژی
علم نانو و علوم مرتبط با آن جدید نیستند چرا که صدها سال است شیمیدانان از تکنیک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های علم نانو در کار خود استفاده می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کنند. از پنجره های رنگارنگ کلیساهای قرون وسطی گرفته تا شمشیرهای یافت شده در حفاری های سرزمین های مسلمان همگی گویای این مطلب هستند که بشر مدت هاست که از برخی شگردهای این فناوری در بهینه کردن فرایندها و ساخت باکیفیت تر اشیاء بهره می برده است اما تنها به دلیل پیشرفت کم فناوری و نبود امکانات امروزی نتوانسته حوزه مشخصی برای این فناوری تعیین کند. اولین بار ریچارد فیمن در سال ۱۹۵۹ طی سخنرانی خود با بیان امکان به راه اندازی فرآیندی برای دستکاری اتمها و مولکولها با بهره گرفتن از ابزارهای دقیق سبب شده تا افکار به سمت توسعه چنین امکانی متمایل شوند. در سال ۱۹۷۴، پروفسور نوریو تانیگوشی، مدرس دانشگاه علوم توکیو، نخستین بار واژه “فناوری نانو” را بکار گرفت. او در مقاله ای با نام “مفهوم اساسی فناوری نانو” اشاره می کند که فناوری نانو اساسا مجموعه ای از فرایندهای تفکیک، ادغام و تشکیل مواد در حد یک اتم یا یک مولکول است. در دهه ۱۹۸۰ این تعریف به طور وسیع تر توسط دکتر درکسلر (نویسنده کتاب های موتور خلقت) مورد بررسی قرار گرفت. فناوری نانو و نانوعلوم در اوایل دهه ۱۹۸۰ با تولد علم کلاستر آغاز به کار کرد. این توسعه سبب کشف فلورین در سال ۱۹۸۶ و نانولوله های کربنی در مدت چند سال بعد شد. مقیاس نانو، ابعادی کمتر ازnm 100 (معمولا nm 1/0 تا nm 100) را شامل می شود، که شامل موادی یا سطوح خارجی بسیار زیاد و ناهمگونی کم که پدیده ­های کوانتومی بروز می­ دهند می­باشد. علم نانو، مطالعه پدیده ­ها و خواص نوین مواد، در این مقیاس (در حد اتم ها و مولکول­ها ) می­باشد. فناوری نانو، کاربرد دانش ، مهندسی و فناوری در مقیاس نانو در جهت تولید مواد و سیستم­هایی است که وظایف خاص الکتریکی، مکانیکی، بیولوژیکی، شیمیایی یا محاسباتی را انجام می­ دهند. نانو تکنولوژی بر اساس ارائه خواص و عملکردهای نوینی از نانو ساختارها، دستگاه ها و سیستم ها به علت ساختار بسیار کوچک آن­هاست. این دستگاه ها عموما کاربردهای بیولوژیکی و پزشکی دارند به طور کلی نانوتکنولوژی، فن آوری تغییر در خواص مولکول­های تشکیل دهنده مواد است. و به همین دلیل مقیاس نانو بهترین تعریف برای تکنولوژی می­باشد ]۸۸[.
۲-۳- بایو نانو تکنولوژی
نانو بایو تکنولوژی حوزه نوظهور علمی و فنی است که گرایش چند رشته ای از علوم (شیمی ، زیست شناسی، فیزیک، علم مواد) است. این حوزه از یک سو، به فعالیت­های همگام علم مواد و بیولوژی اشاره دارد و از سوی دیگر حد فاصل علم فیزیک و بیولوژی است. نانو بایوتکنولوژی با سیستم­هایی در مقیاس نانو که با راهکار بالا به پائین ساخته شده ­اند(خرد کردن واحدهای بزرگتر به اجزای کوچکتر ) یا از روش پائین به بالا برای سامان دادن اجزا بهره می­برند، سر کار دارند. نانو بایو تکنولوژی بیش از آنکه شاخه ای از بایوتکنولوژی باشد شاخه ای از نانو تکنولوژی است. بایوتکنولوژی از سازواره­های زنده در کاربرد­های صنعتی مختلف است، ولی نانو بایوتکنولوژی استفاده از قابلیت ­های نانوتکنولوژی در کاربردهای زیستی است. بنابراین واژه نانو بایوتکنولوژی نیز مانند واژه ­هایی چون بیومکانیک و بیومتریال به استفاده از تکنولوژی­های مختلف، در کاربرد­های زیستی اشاره دارد و نه به استفاده از قابلیت ­های ارگانیزم­های حیاتی در کاربرد­های مختلف صنعتی. نانو کامپوزیت­ها جایگزین خوبی برای بطری­های پلاستیکی نوشیدنی­ها هستند استفاده از پلاستیک برای ساخت بطری باعث فساد و تغییر طعم نوشیدنی می­شوند، نانوکامپوزیت­ها می­توانند به عنوان مواد بسته بندی جدید استفاده شوند، یک مثال نانوکامپوزیت­های تشکیل شده از نشاسته سیب زمینی و کلسیم کربنات است، این فوم مقاومت خوبی به حرارت دارد، سبک و زیست تخریب پذیر است و می ­تواند برای بسته بندی مواد غذایی به کار رود. افزودن ۵-۳% از نانو خاک رس به ماده پلاستیک آن را سبک تر، قوی­تر و مقاوم­تر به حرارت می کند و خواص ممانعت کنندگی بهتر در برابر اکسیژن، دی اکسید کربن، رطوبت و مواد فرار دارد ]۸۱[.
۲-۴- کامپوزیت
رشد فزاینده تکنولوژی در سال‌های اخیر باعث شد تا موادی که در دسترس بشر بود برای جامه حقیقت پوشاندن بر رویاهای مدرن کافی نباشد و از این رو تلاش برای رسیدن به مواد جدید آغاز شد. امروزه در بیشتر کاربردهای مهندسی، اغلب به تلفیق خواص مواد نیاز داریم. موادی که ضمن داشتن استحکام بالا، سبک باشند، مقاومت سایشی وجذب خوبی داشته باشند که از جمله آن انواع کامپوزیت ها را می توان نام برد.
کامپوزیت­ها، ترکیبات ساخته شده از پلیمر و پر کننده آلی یا غیر آلی هستند. استفاده از پر کننده ­ای غیرآلی در ماتریکس پلیمر، استحکام و سفتی پلیمر را افزایش می­دهد و تولید آن­ها به صورت بالقوه می ­تواند باعث بهبود ویژگی­های مکانیکی مواد بسته بندی و ظروف نشاسته­ای گردد.
کامپوزیت‌ها از دیدگاه زیستی به دو دسته کامپوزیت‌های طبیعی. مانند استخوان، ماهیچه، چوب و …
و کامپوزیت‌های مصنوعی(مهندسی) تقسیم می­ شود.
کامپوزیت‌های سبز(کامپوزیت‌های زیست‌تجزیه‌پذیر)
در اینگونه کامپوزیت‌ها، فاز زمینه و تقویت کننده، از موادی که در طبیعت تجزیه می‌شوند، ساخته می‌شوند. در کامپوزیت‌های سبز، معمولاً فاز زمینه از پلیمرهای سنتزی قابل جذب بیولوژیکی و تقویت کننده‌ها از فیبرهای گیاهی ساخته می‌شوند ] ۸۸[.
۲-۵- تعریف نانو کامپوزیت
فناوری نانو به دلیل تعامل نزدیکی که با سایر رشته­ های علوم دارد به سرعت در حال گسترش است و در این علم پلیمر را نیز از مزایای خود بی بهره نگذاشته است. استفاده از فناوری نانو در زمینه­ علم پلیمر به تولید پلیمرهای نانوکامپوزیت منجر شده است. نانوکامپوزیت­ها پلیمرهایی هستند که در آن­ها از ترکیبات آلی یا غیرآلی مختلفی که دارای اشکال مختلف صفحه ای، کروی و یا به صورت ذرات ریز بوده و اندازه ای در حد ابعاد نانو دارند به عنوان فیلر یا پرکننده استفاده می­ شود. فیلم­های حاصل از ترکیب نانو مواد و بیوپلیمرها و یا به اصطلاح نانو کامپوزیت­های بیوپلیمری خواص کاربردی مطلوب­تری از خود نشان می­ دهند که مهم­ترین آن­ها افزایش مقاومت مکانیکی و کاهش نفوذپذیری نسبت به بخار آب می­باشد. افزایش بازدارندگی در برابر نفوذ گازها، افزایش کارایی فیلم در استفاده به عنوان بسته بندی فعال، افزایش مقاومت حرارتی ماده بسته بندی و ایجاد شفافیت و بهبود خواص ظاهری فیلم از دیگر مزایای نانوکامپوزیت­های بیوپلیمری است ]۶[.
۲-۶- تعریف بایو نانو کامپوزیت
در طول چند سال اخیر “بایونانوکامپوزیت” تبدیل به یک اصطلاح رایج برای تعیین نانوکامپوزیت ها که شامل پلیمرهای طبیعی در ترکیب با مواد معدنی هستند و نشان دهنده حداقل یک بعد در مقیاس نانومتر است ] ۳۱ و ۶۱[. که ویژگی های آن­ها در مقایسه با نانوکامپوزیت های مشتق شده از پلیمرهای سنتزی بسیار مطلوب تر است. علاوه بر این بایونانوکامپوزیت ها مزیت قابل توجه ای از زیست سازگاری، زیست تخریب پذیری و بهبود ویژگی های عملکردی به وسیله ارائه بایولوژی یا بخش معدنی نشان دادند. موجودات زنده تولید کننده نانوکامپوزیت های طبیعی هستند که آرایش ترکیبی از ترکیبات آلی و معدنی در مقیاس نانو نشان می­دهد ]۳۲[.
در واقع بایونانوکامپوزیت ها نسل جدیدی از نانوکامپوزیتها هستند که شامل ترکیبی از بیوپلیمرها و مواد معدنی هستند که حداقل یکی از ابعاد آن­ها در مقیاس نانومتری باشد ] ۶۳[. علاوه بر این، مواد بیوپلیمر به عنوان یک فن آوری سبز شناخته شده ]۷۳[. و در صنایع دارویی، بسته بندی مواد غذایی و تکنولوژی های کشاورزی قابلیت تجزیه بیولوژیک و زیست سازگاری از خود نشان داده اند ]۸۴[.
۲-۷- فلز تیتانیوم
بسیاری از مهندسین و طراحان هنوز تیتانیوم را فلزی گران و ناشناخته قلمداد می کنند اما پیشرفت های اخیری که در زمینه تولید این فلز صورت گرفته است نشان می دهد که تیتانیوم ماده ای بسیار فوق العاده برای استفاده های مهندسی است. تیتانیوم با عدد اتمی ۲۲ و نماد Ti از عناصر گروه فلزات واسطه می باشد. نقطه ذوب ۱۶۶۸درجه سانتیگراد، نقطه جوش ۳۲۸۷ درجه سانتیگراد و وزن اتمی ۸۸/۴۷ دارد. یکی از ویژگی های مهم تیتانیوم چگالی پایین آن ۵۰۶/۴ گرم بر سانتیمتر مکعب می باشد. این ویژگی همراه با استحکام و مقاومت بالا در برابر خراشیدگی تیتانیوم را به فلزی ایده آل تبدیل کرده است. تیتانیوم عمدتاً در صنایع هوا فضا و همینطور در کارخانه ها و تجهیزات صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد. این فلز همچنین در ساخت عینک ها، مهندسی کنترل و فناوری پزشکی خصوصاً مواردی که حد تحمل بیولوژیک از اهمیت زیادی برخوردار است مورد استفاده قرار می گیرد. تیانیوم ماده ای غیر سمی حتی در مقادیر بالا می باشد. همچنین این ماده هیچ نقشی در سیستم طبیعی بدن انسان ایفا نمی کند. بطور تخمینی روزانه ۸ میلی گرم تیتانیوم وارد بدن انسان می شود. اگر چه تقریباً بدون جذب شدن از بدن دفع می­گردد ]۲[.
۲-۷-۱- نانو دی اکسید تیتانیوم
دی اکسید تیتانیوم در اندازه نانومتری یک فوتو کاتالیست ایده آل است که مهم ترین دلیل وجود این خاصیت در این ماده قابلیت جذب اشعه فرابنفش است. فوتون های فرابنفش بسیار پرانرژی هستند و در بیشتر موارد می توانند به سادگی باعث تخریب اجسام گردند. دی اکسید تیتانیوم با جذب اشعه فرابنفش و به واسطه خاصیت فوتوکاتالیستی خود می تواند پوششی ضد باکتری روی سطوح ایجاد کند و هم چنین مانع از عبور اشعه گردد. وجود همین خواص ویژه، نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم را تبدیل به گزینه ای مناسب برای استفاده در کرم های ضدآفتاب نموده است. حذف بوی نامطبوع و تجزیه سموم آلی و معدنی و میکروارگانیسم های مضر و بیماری زای موجود در آب و فاضلاب کاربرد عمده دیگر این ماده است. نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم خاصیت آب دوستی بالایی دارند ]۲[.
۲-۸- فیلم های خوراکی
تولید فیلم­های خوراکی از پلیمرهای طبیعی مورد توجه زیادی قرار گرفته است که به علت قابلیت خوراکی بودن و سازگاری زیستی این فیلم­ها است. آماده سازی این فیلم­ها شامل استفاده از دست کم یک عامل شکل دهنده فیلم، یک محلول و یک واسط می­ شود. ماکرو مولکول­های مورد استفاده عبارتند از پلی ساکاریدها، پروتئین­ها و لیپیدها هستند. بسیاری از منابع پلی ساکارید برای آماده سازی فیلم­های خوراکی همچون ریشه و نشاسته غلات و پکین وجود دارند. با این حال، نشاسته­ها بیشتر در مواد خام به­کار برده می­شوند زیرا منابعی تجدیدپذیر هستند و ارزان هم هستند. نشاسته یک جزء غذایی عمده است و یک کربوهیدرات تجزیه­پذیر که از هزاران واحد گلوکز ساخته شده است. نشاسته دربرگیرنده زنجیره­های خطی و شاخه­دار مولکول­های گلوکز است که آمیلوز و آمیلوپکین نامیده می­شوند. آمیلوز که یک حالت خطی نشاسته است مسئول شکل­ گیری فیلم­های قوی است. پیوندهای فیزیکی در شبکه ماکرو­مولکولی نشاسته بیشتر براساس آمیلوز هستند و بر خصوصیات مکانیکی فیلم­ها تاثیر می­گذارند از سوی دیگر، ساختار شاخه­دار آمیلو پکتین عموماً باعث ایجاد فیلم­هایی می­ شود که شکننده هستند .فیلم­های بر پایه نشاسته خصوصیات فیزیکی شبیه پلیمرهای سنتزی دارند از جمله شفاف بودن، بدون بو، بدون مزه و نیمه نفوذپذیر به علاوه، آن­ها خصوصیات مانعی خوبی دارند ]۵۱[.
۲-۹- پوشش ها و فیلم های خوراکی
پوشش ­های خوراکی لایه نازکی از یک ماده خوراکی هستند که بر روی سطح ماده غذایی به عنوان پوشش و یا در لابلای اجزای تشکیل­دهنده ماده غذایی از طریق پیچیدن، فروبری، برس­زدن یا اسپری کردن قرار داده­ می‌شود تا مانعی در برابر عوامل مخرب از قبیل حضور گازهایی مانند اکسیژن و دی اکسید کربن، رطوبت و مواد معطر باشد تا به این ترتیب زمان ماندگاری ماده غذایی افزایش یابد. این مواد می‌توانند به صورت پوشش کامل محصول باشند و یا به عنوان یک جزء غذایی همراه غذا مصرف گردند. فیلم­های خوراکی از نظر نحوه تولید متفاوت از پوشش ­های خوراکی هستند. آن­ها قبل از کاربرد در بسته­بندی مواد غذایی به صورت لایه­ای نازک تولید می­شوند و سپس مانند پلیمرهای سنتزی برای بندی بکار می­روند. کاربرد فیلم­ها و پوشش ­های خوراکی بدین­معنی نمی ­باشد که می­توانند برای افزایش زمان انبارمانی مواد غذایی جایگزین مواد بسته­بندی غیر­خوراکی و ساختگی گردند. پوشش ­های خوراکی در واقع ظرفیت افزایش کیفیت و ماندگاری غذا و بهبود بازده اقتصادی مواد را به عنوان یک ماده کمکی بسته­بندی دارا می­باشند ]۴۷[.
فیلم­های حاصل از نانو مواد و بیوپلیمر ها یا به اصطلاح نانو کامپوزیت های بیوپلیمری خواص کاربردی مطلوب تری نشان می دهند که مهم ترین آنها افزایش مقاومت مکانیکی و کاهش نفوذ پذیری به بخار آب، افزایش بازدارندگی در برابر نفوذ گازها، افزایش کارائی فیلم به عنوان بسته بندی فعال، افزایش مقاومت گرمایی ماده بسته بندی و بهبود خواص ظاهری فیلم از دیگر مزایای نانوکامپوزیت های بیوپلیمری می باشد ]۵۱[.
پوشش محصولات غذایی با فیلم­های خوراکی و پوشش ­های خوراکی، آن­ها را از مزایای گونا گون از نقطه نظر جنبه­ های سلامت بخش، حسی و اقتصادی برخوردار می­ سازد .برخی از مهم­ترین این مزایا به شرح زیر هستند: به سبب زیست کافت بودن، بر خلاف فیلم های سنتزی باعث آلودگی محیط زیست نمی شوند] ۳۵[ ؛ خود، از ارزش تغذیه ای نیز برخوردار هستند ]۲۱و ۴۱[. ؛ مانع فساد و آلو دگی میکروبی می شوند ]۷۷[. فساد و پلاسیدگی ۲میوه ها و سبزی ها را طی انبارداری به تعویق می اندازند]۶۲ و ۲۶[. ظاهر یا جلوه غذا را به نحو مطلوب حفظ می کنند ]۲۳و ۹۶[ و مانع جذب رطوبت یا آبگیری مواد غذایی با رطوبت کم و تبعات منفی ناشی از آن همچون بدبافتی حاصل از تبلور قندها در فرآورده، بدرنگی وجلوگیری از کلوخه شدن پودرها می شوند ]۶۱[ مانع ازدست رفتن رایحه غذا می شوند ]۸۶[. مانع قهوه ای شدن آنزیمی و غیرآنزیمی مواد غذایی می شوند]۲۶ و ۳۹[. براستحکام و یکپارچگی بافت مواد غذایی می افزایند و از افت ترکیبات مغذی در اثر واکنش های ناخواسته همچون اکسایش و واکنش های قهوه ای شدن جلوگیری می کنند ] ۳۹[. بدطعمی و بدرنگی و آثار سوء ناشی از آن ها را کاهش می دهند ]۱۹، ۲۶ و ۹۵ [. مانع چکیدن یا تراو ش، درگوشت می شوند ] ۳۹[. به عنوان حامل مواد افزودنی نظیر ترکیبات پادمیکروبی، پاداکسنده ها، مواد طعم دهنده ورنگ ها عمل می کنند]۸۶[. مانع سبز شدن سطحی سیب زمینی در برابر نور می شوند ] ۳۹[.و جذب بیش از حد روغن به بافت محصول و خروج بیش از حد آب از آن را طی سرخ کردن به طور چشمگیر کاهش می دهند ] ۲۱ و ۹۸[. زیست -کافت بودن (تجزیه پذیر بودن زیستی)، خوراکی بودن و کارآمد بودن فیلم های خوراکی سبب شده است که این فیلم ها به عنوان جایگزین های فیلم های سنتزی به طور وسیع مورد مطالعه، پژوهش و کاربرد قرار گیرند. کارآیی فیلم های خوراکی به شاخص های کیفی آن ها مربوط می شود. این شاخص ها نیز به نوبه خود از جنس فیلم و روش تولید آن اثر می­پذیرند.
کاربرد فیلم های خوراکی در محصولات غذایی به سال های بسیار دور برمی گردد. چینی ها در قرن دوازدهم و سیزدهم میلادی مرکبات را با موم پوشش می دادند تا از افت وزن و کاهش رطوبت آنها جلوگیری شود. در قرن شانزدهم میلادی گوشت را با چربی پوشش می دادند تا از چروکیدگی آن جلوگیری شود. در همان زمان برای نگهداری گوشت گوشت و سایر مواد غذایی آنها را با فیلم های ژلاتین پوشش می دادند. یوبا­نوعی فیلم ترکیبی از چربی و پروتئین خوراکی است که از قرن پانزدهم در شرق آسیا به طور سنتی از شیر سویا تهیه می شده است. در قرن نوزدهم فندق و بادام را با ساکاروز پوشش می دادند تا از اکسید شدن و تندی آن­ها جلوگیری شود. از دهه ۱۹۳۰ تا کنون سطح میوه ها را با موم ها و امولسیون روغن در آب پوشش می دهند. طی ۴۰ سال گذشته تحقیقات متعدی در زمینه تهیه، کاربرد و ویژگی های فیلم ها و پوشش های خوراکی انجام شده است. یکی از روش های تولید فیلم های تجزیه پذیر استفاده از بایو پلیمرهایی بر پایه نشاسته، پروتئین و سلولز است. ]۵۳[.
۲-۱۰- بسته بندی فعال
تکنولوژی جدید در بسته بندی مواد غذایی در پاسخ به نیازهای مشتریان یا در راستای تولید صنعتی محصولات غذایی محافظت شده با روش های ملایم تر، تازه، لذیذ و راحت با عمر انباری زیاد و کیفیت کنترل شده توسعه می یابند. علاوه بر این تغییرات در نحوه توزیع(مثل جهانی سازی بازاردر نتیجه توزیع غذا در مسافت های طولانی) یا روش زندگی مصرف کنندگان ( بدلیل صرف زمان کمتر برای خرید غذای تازه از بازارو پخت و پز) مهمترین چالش ها در زمینه صنعت بسته بندی می باشد و به عنوان نیروی پیش برنده در جهت توسعه مفاهیم جدید بسته بندی و بهبود یافته می باشند که میزان مدت زمان نگهداری را افزایش داده در حالیکه موجب حفظ ایمنی و کیفیت مواد غذایی شده و آن را تحت نظارت دارد. در بسته بندی فعال به بسته بندی اجازه داده می شود تا با غذا و محیط اطرافش واکنش متقابل داشته باشد و نقش دینامیکی در نگهداری ماده غذایی بازی نماید.
بسته بندی فعال به صورت زیر تعریف می شود:
“در بسته بندی فعال شرایط حاکم بر غذای بسته بندی شده را به نحوی تغییر می دهد تا مدت زمان نگهداری آن را افزایش داده و ایمنی و خصوصیات حسی غذا را بهبود بخشیده در حالیکه کیفیت غذای بسته بندی شده را حفظ می نماید”یا” بسته بندی فعال به عنوان زیر مجموعه ای از بسته بندی هوشمند طبقه بندی می شود و به شرکت افزودنی های خاص در فیلم های بسته بندی یا در داخل بسته با فرض نگهداری و افزایش عمر انبار مانی اطلاق می­ شود”.

به هر حال هر محقق انتظار دارد که تحقیقاتش به نتایج عملی خیلی روشن منتهی گردد که بتوان از آنها در تصمیم‌گیری و در کارهای اجرایی به عنوان راهنماهای مطمئن استفاده کرد.
۳-۸) روش تجزیه و تحلیل داده ها
در این تحقیق، برای تجزیه و تحلیل داده‌های بدست آمده از نمونه‌ها هم از روش‌های آمار توصیفی و هم از روش‌های آمار استنباطی استفاده شده است. به این منظور از نرم‌افزار SPSS استفاده گردیده است. آزمون‌های آماری مورد استفاده به این شرح می‌باشد:

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

۳-۸-۱) روش‌های آمار توصیفی:
به منظور توصیف یافته‏ها، از جداول فراوانی^[۱۳] و همچنین نمودارهای هیستوگرام استفاده گردید. ضمن این که به منظور توصیف بهتر داده‏ها از شاخص‏های مرکزی نظیر میانگین و مد و همچنین شاخص‏های پراکندگی نظیر انحراف معیار بهره گرفته شد.
۳-۸-۲) روش‌های آمار استنباطی:
۳-۸-۲-۱) آزمون کولموگوروف ـ اسمیرنوف (Kolmogorov – Smirnov Z)
به منظور آزمون نرمال بودن توزیع پاسخهای مربوط به هر عامل از آزمون “کولموگوروف ـ اسمیرنوف” استفاده می‌کنیم. اگر نرمال بودن توزیع پاسخ‌ها اثبات گردد می توانیم از آزمون t برای آزمون فرضیه‌ها استفاده کنیم در غیر این صورت از آزمون ناپارامتریک “علامت” باید استفاده کنیم.
۳-۸-۳-۲) آزمون (One Sample T-Test)
هر گاه هدف، مقایسه میانگین یک متغیر یا نمونه با یک مقدار ثابت باشد، می توان از
آزمون t ـ استیودنت استفاده کرد. در این آزمون، فرض نرمال بودن لازم است، (اگر چه اگر تعداد نمونه بیشتر از ۳۰ باشد، براساس قضیه حد مرکزی توزیع نرمال خواهد شد) فرض صفر و فرض به صورت زیر خواهد بود:

که آماره آزمون به صورت زیر تعریف می شود:

در آماره آزمون مذکور و Sبه ترتیب میانگین و انحراف معیار نمونه و _و n به ترتیب مقدار مورد آزمون و تعداد نمونه است. ثابت می شود در صورتی که حجم نمونه زیاد باشد (۳۰ < n) آماره آزمون دارای توزیع نرمال استاندارد خواهد بود و بدلیل اینکه “تاقیر مثبت” عوامل مورد ارزیابی قرار می گیرد از آزمون یک دنباله راست استفاده می گردد و مقدار بحرانی طبق جدول ” سطح زیر منحنی دنباله ی راست توزیع t” 64/1 تعیین شده ( عادل آذر،۳۶۷:۱۳۸۳) و ناحیه رد و قبول H₀ (برای سطح اطمینان ۹۵%) به صورت زیر تعریف می شود:
در صورتی که مقدار t در ناحیه رد H₀ قرار بگیرد فرض صفر رد خواهد شد.
جهت تخمین اهمیت و درجهی قابلیت کاربرد یافته های تحقیق، سطح اطمینان ۹۵% که معمولا در تحقیقات حوزه ی علوم اجتماعی مورد استفاده قرار می گیرد برای این تحقیق نیز مبنای محاسبات قرار گرفته است.
به منظور شناسایی مشکلات و موانع اجرای بودجه‌ریزی عملیاتی در پارک فناوری پردیس با بهره گرفتن از روش آزمون میانگین یک نمونه‌ای یا گروه، اقدام به آزمون فرضیات تحقیق مزبور گردید. از آنجا که سؤالات پرسشنامه مربوط به این تحقیق، بر اساس مقیاس لیکرت از ۱ الی ۵ درجه‌بندی شده است لذا عدد ۳ به عنوان نقطه مرزی شناسایی شد. بدین معنی که فرض نموده‌ایم اگر میانگین تک نمونه یا گروه در مورد یک عامل، برابر یا بزرگتر از ۳ باشد (H0) ، عامل مزبور نقش مثبتی در ایجاد نظام بودجه‌ریزی عملیاتی در پارک فناوری پردیس دارد و در صورتی که میانگین آن جامعه یا گروه در مورد آن عامل، کوچکتر از عدد ۳ باشد (H1) ، آن عامل به عنوان مانع و مشکلی در اجرای بودجه‌ریزی عملیاتی در پارک فناوری پردیس مطرح است.
۳-۸-۲-۳) مقایسه میانگین رتبه با بهره گرفتن از آزمون فریدمن^[۱۴]:
با بهره گرفتن از آزمون فریدمن می‌توان عوامل مؤثر را مقایسه نمود. در صورتی که پاسخ‌ها وابسته به هم باشند می‌توان آنها را از نظر رتبه با بهره گرفتن از این روش مقایسه نمود. فرض صفر و فرض مقابل در این آزمون به صورت زیر نوشته می‌شود.
توزیع متغیر ها با‌هم یکسان است.
حداقل یک جفت از توزیع متغیر توزیعی متفاوت دارند.

متغیرها

X1
X2
…
Xk
۱

x11

x12

…

x1k

مشاهدات

۲

ساختارهای مختلف سیستم لیمبیک، برای مدّتی در درک افسردگی و صرع لوب تمپورال مورد علاقه بودند. مناطق موردعلاقه خاص برای هر دو این اختلالات عبارتند از: لوب تمپورال (هیپوکمپ، آمیگدال، انتورینال و قشر نئوکورتیکال)، لوب فرونتال و ساختارهای زیرقشری لیمبیک مهم مانند بازال گانگلیا و تالاموس، و همچنین مدار اتّصال تمام این ساختارها. اگرچه هیپوکمپ و آمیگدال مرکز توجّه بیشتری بودند (Kondziella et al., 2007). در میان مطالعات انجام شده، 26 منطقه مغزی یافت شده است که در این بیماران نسبت به افراد سالم، به طور قابل توجّهی کاهش در حجم را دارند (Baxendale et al., 2005).

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

هم در افسردگی و هم در صرع لوب تمپورال، حجم هیپوکمپ غیرطبیعی است (Kondziella et al., 2007). در بیماران افسرده با و بدون TLE، حجم هیپوکمپ معمولاً به صورت دوطرفه و گاهی اوقات به صورت یک طرفه کاهش می­یابد (Baxendale et al., 2005). در بیماران TLE، این حجم به طور معمول در سمت کانون صرع کاهش پیدا می­ کند
(Mueller et al., 2007). در بیماران مبتلا به TLE افسرده، حجم هیپوکمپ معمولاً به صورت دو طرفه کاهش پیدا می­ کند و جالب توجّه است که با تمرکز TLE در سمت چپ، مشکلات شناختی با حافظه و یادگیری بیشتر مشخّص شده ­است (Dulay et al., 2004).
آمیگدال با توجّه به نقش کلیدی آن در ترس و احساسات مرتبط در زمینه ترکیب افسردگی و صرع، یک منبع مطالعه فراوان بوده ­است (Phelps and LeDoux, 2005). دو مطالعه درخصوص رابطه­ بین افزایش حجم آمیگدال و شدّت علائم افسردگی در جمعیت مبتلا به TLE را یافته­اند (Richardson et al., 2007). به‌ویژه به نظر می­رسد که همبستگی معنی‌داری بین آمیگدال چپ و شدّت افسردگی وجود دارد (Tebartz et al., 2000). به طور کلّی می­توان گفت که آمیگدال در اینجا هایپراکتیو است و در طی افسردگی حاد در بیماران مبتلا به TLE بزرگ می­ شود (Richardson et al., 2007).
Salgadoو همکاران (2010) دریافتند که بیماران TLE افسرده، حجم مادّه خاکستری بیشتری را در مقایسه با گروه بدون افسردگی از دست می­ دهند.
همچنین در هر دو بیماران مبتلا به TLE و افسردگی، حجم کوچکتری از لوب فرونتال یافت شده است (Lavretsky et al., 2007).
افسردگی یک عامل خطرساز برای مرگ و میر در صرع است، چون میزان خودکشی را در این افراد بالا می­برد (Pompili et al., 2006).

1-7-4- داروهای ضدصرع و رفتارهای شبه افسردگی

داروهای ضدصرع از عوامل روان درمانی مهمّی هستند که معمولاً در درمان اختلالات روانی نیز استفاده می‌شوند (Mula and Sander, 2015). اثرات رفتاری این داروها بر افراد مبتلا به صرع و بیمارانی که اختلالات روانی دارند متفاوت است. داروهای ضدصرع همچنین باعث بوجود آمدن اختلالات روانی می­شوند که این مسئله می تواند بر روی عملکرد مغز و رفتارهای شخص مؤثّر باشد (Moseley et al., 2015). مکانیسم اثر این داروها از طریق تأثیر بر کانال­های یونی و عملکرد سیستم‌های نوروترنسمیتری مختلف می‌باشد (Moseley et al., 2015). اثرات رفتاری – شناختی مرتبط با داروهای ضدصرع پیچیده‌اند و در بین بیماران مختلف به طور قابل‌توجّهی متفاوت هستند. یکی از عوارض جانبی داروهای ضدصرع، افسردگی و اضطراب است. دوز مصرفی داروهای ضدصرع با این دو عارضه نسبت مستقیم دارد (Mula and Sander, 2015). هر چه دوز مصرف این داروها بیشتر باشد احتمال ابتلا به افسردگی و اضطراب بیشتر می‌شود.

1-7-5- نقص انتقال سروتونرژیک و افسردگی

اختلال در انتقال سروتونرژیک از جمله در هیپوکمپ، به عنوان یک فاکتور شرکت‌کننده در افسردگی در نظر گرفته شده است (Theodore, 2003). با این حال هیچ توافقی در مورد جهتی که در آن رهایش، چرخه و غلظت سروتونین در هر دو بیماران مبتلا به افسردگی و تحت شرایط مدل­های حیوانی تغییر می­ کند وجود ندارد. به نظر می­رسد غلظت سروتونین (Gronli et al., 2007) و رهایش آن (Bianchi et al., 2003) تحت شرایط افسردگی ناشی از استرس دست نخورده باقی بماند.
از طرفی یک مدل ژنتیکی افسردگی در موش توسط مهار چرخه سروتونین در هیپوکمپ و همچنین توسط کاهش پتانسیل عمل نورون­های سروتونرژیک در هسته سجافی^[22] ایجاد شده است (El Yacoubi et al., 2003). همچنین مهار چرخه و رهایش سروتونین در هیپوکمپ تحت شرایط افسردگی توسط آزمون شنای اجباری گزارش شده است (Adell et al., 1997).
از آنجایی که نورون­های سروتونرژیک هسته­ی سجافی، نشان دهنده یک منبع اصلی سروتونین هیپوکمپ هستند، نقص در انتقال سروتونرژیک در هسته سجافی پیشنهاد می­ کند که عصب‌دهی سروتونرژیک هیپوکمپ ممکن است در معرض خطر قرار بگیرد. با این زمینه، کاهش رهایش سروتونین در هیپوکمپ در پاسخ به تحریک هسته سجافی در حیواناتی که در آنها تشنج کلونیک ایجاد شده بود به موازات یافته­های انسانی مشاهده شده است. علاوه بر این، چون سروتونین در هیپوکمپ سنتز نمی­ شود و مجموعه نورون­های سروتونرژیک در هسته سجافی قرار دارند (Azmitia and Segal, 1978)، مشاهده شد که کاهش غلظت سروتونین در حیوانات، پس از بروز تشنج کلونیک به احتمال زیاد منعکس کننده­ به خطر افتادن سیگنالینگ نوروترنسمیترها در طول مسیر سجافی- هیپوکمپ است (Mazarati et al., 2008).

1-8- فلوکستین

فلوکستین یک داروی ضدافسردگی از رده مهارکننده­های بازجذب انتخابی سروتونین (SSRI) است. این دارو برای اولین بار در سال 1974 توسط دانشمندان شرکت Eli lilly ثبت شد (Wong et al., 1974). این دارو برای افسردگی حاد (از جمله افسردگی کودکان)، اختلال وسواسی جبری (در هر دو جمعیت بزرگسالان و اطفال)، پرخوری عصبی و اختلال ترس تأیید شده است. فلوکستین با وجود در دسترس بودن عوامل جدیدتر، بسیار محبوب باقی مانده است. این دارو سومین داروی ضدافسردگی پرمصرف بعد از سرترالین و سیتالوپرام است.
محقّقان دریافتند که تزریق یک غلظت زیاد از این دارو به موش، افزایش قابل توجّهی از دوپامین و نوراپی­نفرین مغز را نتیجه می­دهد (Koch et al., 2002 ). این اثر ممکن است توسط گیرنده­های 5-HT2a و به‌ویژه 5-HT2c که توسط غلظت‌های بالای فلوکستین مهار می­شوند، میانجی­گری ­شود. همچنین پیشنهاد می­ شود که اثر بر روی دوپامین و اپی­نفرین ممکن است به فعالیت ضدافسردگی فلوکستین کمک کند (Koch et al., 2002). با این وجود از نظر محقّقان دیگر، اهمیت این اثر نامشخص است (Henry et al., 2005). این دارو در میان SSRIها کمترین حالت انتخابی را نسبت به همه SSRIها، با یک تفاوت 10 برابر در تمایل اتصال بین هدف­های عصبی دوم و اول آن (به عنوان مثال پمپ­های بازجذب سروتونین و نوراپی­نفرین، به ترتیب) دارد. مکانیسم عمل فلوکستین این است که بازجذب سروتونین را مهار می­ کند (Tatsumi et al., 1997). این دارو بازجذب سروتونین را به تأخیر می­ اندازد و در نتیجه پایداری سروتونین طولانی­تر می­ شود (Palvimaki et al., 1996).

شکل1-2- ساختار مولکول فلوکستین

1-8-1- تنظیم انتقال سروتونرژیک توسط فلوکستین

کاهش غلظت 5-HIAA بعد از درمان با فلوکستین به علت مهار بازجذب سروتونین است. علاوه بر این پس از بروز تشنج کلونیک در موش، فلوکستین کاهش در چرخه سروتونین را مهار
می­ کند. چنین اثری در تشنج کلونیک و درمان با فلوکستین، دلالت بر یک مکانیسم اساسی مشترک دارد. در نتیجه از این پیشنهاد که کاهش نسبت 5-HIAA/5-HT در حیوانات مبتلا به صرع ممکن است در نتیجه مهار بازجذب سروتونین باشد حمایت می­ کند
(Mazarati et al., 2008).
کاهش تشنج از طریق جراحی و برداشتن کانون صرع، نشانه­ های افسردگی را در بیماران مبتلا به صرع بهبود نمی­بخشد (Wrench et al., 2004). ارتباط بین تغییرات بیوشیمیایی و رفتار شنای اجباری پیشنهاد می­ کند که اختلال عملکرد سروتونرژیک هیپوکمپ ممکن است به حالت ناتوانی (عدم تحرک در آزمون شنای اجباری) مرتبط با افسردگی کمک کند. در همان زمان فقدان ارتباط بین تغییر در انتقال سروتونرژیک هیپوکمپ و کاهش ترجیح طعم، دخالت مکانیسم­های غیر سروتونرژیک و یا خارج هیپوکمپ مثل سیستم مزولیمبیک و هیپوتالاموس را در تعدیل چنین رفتاری پیشنهاد می­ کند (Nestler and Carlezon, 2006). این مطالعه، پیچیدگی و تعدّد مکانیسم­های افسردگی همراه با حالت صرعی را پیشنهاد می­ کند که چنین پیچیدگی، بیشتر بر عدم وجود همبستگی بین تغییر در رفتارهای آزمون شنای اجباری و ترجیح طعم تأکید می­ کند. یعنی مقاومت در برابر رفع نشانه­ های افسردگی در حیوانات صرعی با مصرف یک داروی ضد افسردگی، دلالت بر مکانیسم­های مجزای افسردگی در صرع، فراتر از تغییر در مسیر سروتونرژیک دارد (Mazarati et al., 2008).
این احتمال وجود دارد که در مدل­هایی که در آنها تشنج کلونیک ایجاد شده بود،
مکانیسم­های رفتاری شبه افسردگی ممکن است از آنهایی که در مدل­های بدون ضایعه حالت صرعی هستند، متفاوت باشد. مثلاً تشنج کلونیک ناشی از پیلوکارپین، منجر به آسیب گسترده در هیپوکمپ و همچنین در نواحی خارج هیپوکمپ که برخی از آنها به احتمال زیاد در تنظیم حالت و مکانیسم­های افسردگی درگیر هستند می­ شود (Kondziella et al., 2007). مشارکت آسیب‌های عصبی در هر دو رفتارهای افسرده همراه با صرع و نقص در انتقال سروتونرژیک کاملاً امکان­ پذیر است. به‌ویژه عدم توانایی فلوکستین در بهبود رفتار آزمون شنای اجباری در حیوانات پس از بروز تشنج کلونیک ممکن است به علّت این واقعیت باشد که این علامت یک نتیجه از مرگ نورونی است. با این وجود روشن نمودن ارتباط پیچیده مذکور نیاز به
آزمایش­های بیشتری دارد (Mazarati et al., 2008).

1-9- هسته سجافی پشتی

سجافی پشتی بزرگترین هسته سروتونرژیک می‌باشد که قسمت عمده سروتونین بخش جلویی مغز را تولید می‌کند (Commons, 2015). نورون های سروتونرژیک در سرتاسر هسته سجافی پشتی وجود دارند و بزرگتر از سایر سلول‌های مغز می‌باشند (Commons, 2015).
هسته سجافی پشتی در قسمت مغز میانی از ساقه مغز واقع شده و از بخش‌های جلوئی و عقبی تشکیل شده است (Barlowet al., 2015). بخش جلویی این هسته به قسمت‌های Ventral, Ventrolateral, Interfascicular وDorsal Subnuclei ، تقسیم می‌شود
(Barlow et al., 2015).

1-9-1- ارتباط هسته سجافی پشتی و افسردگی

هسته‌های سجافی جلویی، هسته سجافی میانی و بخصوص سجافی پشتی نقش مهمّی در بیماری افسردگی دارند (Tigeret al., 2014). بعضی مطالعات نشان می‌دهد که اندازه هسته سجافی پشتی در افراد افسرده کاهش پیدا می‌کند (Oosterhof et al., 2015). هسته سجافی پشتی غنی از نورون های پیش سیناپسی سازنده سروتونین می‌باشد که بر روی گیرنده‌های 5-HT_1A نورون های پس سیناپسی اعمال اثر می‌کنند. اعتقاد بر این است که عملکرد مهارکننده‌های بازجذب انتخابی سروتونین در این ناحیه، مسئول اثرات ضدّ افسردگی آن‌ها می‌باشد (Tiger et al., 2014). یک افزایش تعداد سلول در قسمت‌های جانبی هسته سجافی پشتی وجود دارد که مشخصه انسان‌ها و سایر پریمات‌ها است (Oosterhof et al., 2015).

1-10- اضطراب

اضطراب یک واکنش نرمال به استرس است و می‌تواند در بعضی مواقع حتّی مفید باشد. البته در بعضی افراد، این رفتار بیش از اندازه به چشم می‌خورد که گاهی آن‌ها را در کنترل دچار مشکل می‌کند و حتّی ممکن است تأثیرات منفی آن در زندگی روزمره این افراد نیز وجود داشته باشد (Suarez et al., 2009). اضطراب می‌تواند شکل‌های گوناگون و وسیعی از اختلالات را شامل شود. به عنوان مثال: اختلالات پس از حادثه، اختلالات وسواسی و اختلالات وحشت (اضطراب و ترس ناگهانی).

1-10-1- نواحی مغزی دخیل در اضطراب

ناحیه پشتی هيپوكامپ نقش مهمّی در فرآيند اضطراب دارد. هيپوكامپ ارتباط گسترده‌اي با سپتوم، لوكوس سرولئوس، هسته سجافی پشتی، هيپوتالاموس، آميگدال و بخش مياني قشر پيشاني دارد و تمامي نواحي فوق در رفتارهای اضطرابي دخيل هستند (McNeilly et al., 2015).
هسته‌ى لوکوس سرولئوس در تنظيم برخى از رفتارهاى فيزيولوژيک مانند درد، اضطراب، خواب و بيدارى، يادگيرى و حافظه نقش دارد. برخى مطالعه‌‌ها نشان داده‌اند که اين هسته داراى نورون­هاى آدرنرژيک و گيرنده‌هاى آلفا-2 است که از هسته‌ى پاراونتريکولار هيپوتالاموس، نورون­هاى اکسي‌توسينرژيک نيز دريافت مي‌کند (Leifker et al., 2015). نقش اين نوروپپتيد و مکانيسم عمل آن کاملاً روشن نشده است، ولی نشان داده شده که تجويز مزمن اکسي‌توسين اضطراب را کاهش مي‌دهد.
به نظر مي‌رسد که گيرنده‌هاى آلفا-2 آدرنرژيک موجود در هسته‌ى لوکوس سرولئوس، نقش تعديلى بر پديده‌ى ‌‌اضطراب و خاصيت اضطراب‌زايى اکسي‌توسين دارد و با بلاک گيرنده‌ى مذکور اين اثر حذف مي‌شود (Leifker et al., 2015).
تحقیقات اخیر نشان می‌دهد که قسمتی از مغز که آمیگدال نامیده می‌شود و بخشی از سیستم لیمبیک می‌باشد، در افراد مبتلا به اضطراب اجتماعی در زمان رویارویی با چهره‌های خشمگین یا موقعیت‌های ترسناک، بیش از حد طبیعی فعّال است (McNeilly et al., 2015).
برخی از تحقیقات نشان می‌دهند که مهارکننده‌های بازجذب انتخابی سروتونین میزان عملکرد آمیگدال را کاهش می‌دهند. برخی تحقیقات جدید نیز اهمیت بخش دیگری از مغز به نام قشر قدامی سینگولیت ( Anterior cingulate cortex) را که در ادراک درد فیزیکی نقش دارد، در اضطراب اجتماعی نشان می‌دهد (Nandhra et al., 2013).
به طور کلّی، علل اضطراب به سه عامل زیست شناختی و جسمانی، عوامل محیطی و اجتماعی، عوامل ژنتیکی و ارثی برمی‌گردد (Scheffold et al., 2014).

1-11- مرگ سلولی

مرگ سلولی^[23]، حذف سلول­ها در یک ارگانیسم است و نقش اساسی در رشد و تکوین پرسلولی‌ها و فرآیندهای پاتوفیزیولوژیک که منجر به بیماری می­شوند را دارد
(Lemaster, 2005). آپاپتوز^[24]، نکروز^[25] و اتوفاژیک^[26] مسیر­های عمده مرگ سلولی معرفی شده ­اند (Duprez et al., 2009). آپاپتوز، مسیر مرگ سلولی عمده برای حذف سلول­های مضر و ناخواسته به روش زدودن در طول تکوین جنینی، هومئوستاز بافتی و تنظیم ایمنی است (Ellis et al., 1991). این نوع مرگ سلولی با ویژگی­های ساختاری متمایز و مکانیسم­های بیوشیمیایی وابسته به انرژی مشخص می­ شود (Elmore, 2007). ویژگی­های ساختاری شامل متورّم شدن غشاء، تراکم کروماتین و قطعه قطعه شدن DNA هسته­ای می­باشد (Xu et al., 2007). در آپاپتوز مسیر­های خاصّ سلولی فعّال می­شوند و چون در این نوع مرگ، سلول­ها مسئول مرگ خودشان هستند، به آپاپتوز فرم خودکشی سلول نیز گفته می­ شود. علاوه براین، بیشتر درمان‌های ضدّ سرطانی، مبنی بر فعّال­سازی مسیرهای آپاپتوز است. خانواده حفظ
شده­ای از پروتئازهای سیستئین که کاسپازها^[27] نامیده می­شوند، مسئول تغییرات ساختاری مشاهده شده در طول آپاپتوز هستند (Lossi et al., 2005; Lamkanfi et al., 2002). نکروز، نوعی از مرگ سلولی تعریف می­ شود که فاقد ویژگی­های آپاپتوزی است و غیرکنترل شده در نظر گرفته می‌شود (Golstein et al., 2007). در طول نکروز سلول­ها ابتدا متورّم و سپس غشاء پلاسمایی فرو می­ریزد و سلول­ها به سرعت تجزیه می­شوند (Majno and Joris, 1995). اتوفاژی، مسیر کاتابولیک حفظ شده­ای است که به یوکاریوت­ها اجازه بازسازی و منحط کردن اجزاء سلولی را می­دهد. اتوفاژی باعث حفظ هومئوستاز داخل سلولی می­ شود، امّا بسیاری از مطالعات، عملکرد متنوع­اش را در فرآیندهای مهم سلولی مثل استرس سلولی، تمایز، نمو و دفاع ایمنی نشان داده­اند (Duprez et al., 2009). به طور کلّی، نوع مرگ و جلوه­های فیزیولوژیک آن به نوع سلول، متابولیسم و سطح انرژی، مسیر سیگنالینگ، محرّک­ها و محیط وابسته است. ممکن است اشکال بینابینی مختلفی از مرگ سلولی وجود داشته باشند که ویژگی­های ساختاری هر دو نکروز و آپاپتوز را نشان دهند، امّا فعّال­سازی اساسی مسیرها نسبتاً ضعیف درک شده است (Ziegler and Groscurth, 2004).

1-12- آپاپتوز

واژه­ی آپاپتوز (a-pop-toe-sis) اولین بار در یک مقاله کلاسیک توسّط Kerr و همکاران در سال 1972 برای توصیف شکل متمایزی از مرگ سلولی استفاده شد (Kerr et al., 1972). درکمان از مکانیسم­های درگیر در فرایند آپاپتوز در سلول­های پستانداران، از تحقیقات مرگ سلول برنامه­ ریزی شده که در طول تکوین Caenorhabditis elegans رخ داده، بدست آمده است (Horvitz, 1999). آپاپتوز، در طول تکوین و افزایش سن به عنوان یک مکانیسم هومئوستاتیک برای حفظ جمعیت­های سلولی در بافت­ها رخ می­دهد. آپاپتوز همچنین به عنوان یک مکانیسم دفاعی در واکنش­های ایمنی یا زمانی که سلول­ها توسط عوامل بیماری‌زا یا مضر آسیب می­بینند، رخ می­دهد (Norbury and Hickson, 2001).

1-12-1- نقش آپاپتوز

نقش فیزیولوژیک آپاپتوز همچون همتایش میتوز، قابل توجّه است. آپاپتوز نقش مکمّل امّا مخالفی را با میتوز و تکثیر سلولی، در تنظیم انواع جمعیت­های سلولی نشان می­دهد (Renehan et al., 2001). در طول تکوین، مرگ سلولی آپاپتوتیک نقش مهمّی در بازسازی بافت­ها و اندام­هایی مانند لنز، گوش داخلی و قلب دارد. علاوه بر این، تشکیل هر دو سیستم عصبی و ایمنی با تولید بیش از حدّ اولیه سلول­ها و متعاقب آن حذف سلول­های اضافه توسط آپاپتوز انجام می­گیرد. از آنجایی که سلول­های آپاپتوتیک قبل از دست دادن یکپارچگی غشاء پلاسمایی توسط فاگوسیت­ها شناسایی و به دام انداخته می­شوند، به طور کلّی اعتقاد بر این است که مرگ سلولی آپاپتوز از نظر ایمنی خاموش است و التهاب را تحریک نمی­کند. آپاپتوز سلول­های میزبان، طی عفونت ویروسی یا باکتریایی با تخریب کردن محل تکثیر پاتوژن، به عنوان یک مکانیسم دفاعی عمل می­ کند (Duprez et al., 2009).

1-13- کاسپازها