Search

This study focuses on the fractional version of the FitzHugh-Nagumo (FHN) neuron model. Firstly, the stability analysis of the fractionalorder FHN neuron model has been performed and the minimum fractional degree, at which the system could exhibit dynamic behavior, has been determined. Then, the responses of the fractional-order FHN neuron model have been obtained using the Grünwald-Letnikov (G-L) fractional derivative method. This method is one of the methods used in the numerical analysis of the systems that are represented by fractional order. Thanks to the hardware solutions of neuron models; the responses of mathematically defined systems can be obtained in the form of real-time signals, the cell membrane properties of the neurons can be described electromechanically, and the parameters that affect the dynamic behavior of neurons can be associated with the characteristics of the electronic components used in hardware solutions. In this study, the circuit implementation of the fractionalorder FHN neuron model is emphasized in order to see the usability of fractional-order calculations in systems that are inspired by biology. In this context, the R-C mimetic circuits have been used instead of classical capacitor elements to compensate for the fractional order in the integrator circuits that are designed by using op-amp, resistor and capacitor elements for the hardware solutions of the differential equations. In the first stage of the design of these R-C imitation circuits, a third-order transfer function has been obtained by the Matsuda approximation method. This obtained transfer function has been transformed into FOSTER-I R-C network and it has been used instead of the classical capacitor element in the integrator blocks of the circuit that is designed by us for the circuit implementation solution of the integer-order FHN neuron model. Thus, an alternative approach for circuit solution of the fractional-order FHN neuron model has been introduced and the verification of this structure has been made by the SPICE circuit simulation., Bu çalışmada FitzHugh-Nagumo (FHN) nöron modelinin fraksiyonel versiyonu üzerinde durulmuştur. Öncelikle fraksiyonel dereceli FHN nöron modelinin kararlılık analizleri yapılarak, sistemin dinamik davranış sergileyebileceği minimum fraksiyonel derece belirlenmiştir. Ardından fraksiyonel derece ile temsil edilen sistemlerin nümerik analizlerinde kullanılan yöntemlerden biri olan Grünwald-Letnikov (G-L) fraksiyonel türev yöntemi ile fraksiyonel dereceli FHN nöron modelinin yanıtları elde edilmiştir.Nöron modellerinin donanımsal çözümleri sayesinde matematiksel olarak tanımlanan sistemlerin yanıtları gerçek zamanlı işaretler şeklinde elde edilebilir; nöronların hücre zarı özellikleri elektromekanik olarak tanımlanabilir ve nöronların dinamik davranışlarını etkileyen parametreler, donanım çözümlerinde kullanılan elektronik elemanların karakteristikleri ile ilişkilendirilebilir. Biyolojiden esinlenilerek geliştirilen sistemlerde fraksiyonel dereceli hesaplamaların kullanılabilirliğinin görülmesi amacıyla, bu çalışmada fraksiyonel dereceli FHN nöron modelinin devre gerçekleştirimi üzerinde durulmuştur. Bu kapsamda, diferansiyel denklemlerin donanım çözümlerinde op-amp, direnç ve kapasitör elemanları kullanılarak tasarlanan integratör devrelerinde; fraksiyonel derecenin karşılanması için klasik kapasitör elemanları yerine R-C taklit devreleri kullanılmıştır. R-C taklit devrelerinin tasarımının ilk aşamasında Matsuda yaklaşıklık metodu ile üçüncü dereceden bir transfer fonksiyonu elde edilmiştir. Elde edilen bu transfer fonksiyonu, FOSTER-I R-C ağına dönüştürülerek tamsayı dereceli FHN nöron modelinin devre gerçekleştirim çözümü için tarafımızca tasarlanan devredeki integratör bloklarında, klasik kapasitör elemanı yerine kullanılmıştır. Böylece fraksiyonel dereceli FHN nöron modelinin devre çözümü için alternatif bir yaklaşım ortaya konmuştur ve bu yapının doğrulaması SPICE devre simülasyonu ile yapılmıştır.

Bu çalışmada gerilim kontrollü bir memristör modeli olan Doğrusal Olmayan İyon Sürüklenme Modeli’nin karakteristik akım-gerilim ilişkisinin deneysel olarak gözlemlenebilmesi amacıyla, Tukey pencere fonksiyonu ile tasarlanan memristör elemanının programlanabilir ve yeniden yapılandırılabilir analog gerçekleştirimi sunulmaktadır. Bahsi geçen memristör elemanının gerçekleştirimi; analog doğası, farklı doğrusal olmayan fonksiyonların eleman üzerinde kolaylıkla inşa edilebilmesi, hızlı prototiplendirme imkânı sunması ve düşük maliyeti ile dikkat çeken FPAA platformu ile yapılmıştır. Bu kapsamda, Tukey pencere fonksiyonu ile tasarlanan memristör elemanının nümerik benzetimi yapılmıştır. Bu benzetimlerde, memristör elemanının karakteristik dinamiği olan histerezis eğrisi gözlemlenmiştir. İlgili memristör elemanın girişine farklı frekans değerlerine ayarlanan sinüzoidal işaretler uygulanmıştır. Böylece memristör elemanının frekansa bağımlı çalışma karakteristiği gözlemlenebilmiştir. Son olarak, Tukey pencere fonksiyonunun FPAA platformundaki tasarım aşamalarının detayları ve elde edilen gerçekleştirim sonuçları sunulmuştur.

The increase in eating disorders in the athlete population is remarkable. Disorders concerning eating impulse, bodyweight obsession, negative thoughts about body shape, and accompanying affective disorders are psychological disorders in which eating behavior is seriously affected. A narcissistic personality disorder is defined as a continuous pattern that includes a superiority complex, inability to empathize, and the need to be approved. Some narcissistic characteristics such as a desire for unlimited power, success, beauty, and approval may be related to the eating habits of athletes. This study was to examine the relationship between the tendency of narcissism and eating disorders in elite athletes. Participants of the study were 223 elite athletes (99 men, 124 women) from different sports branches aged between 18-36 years old. The Narcissistic Personality Inventory-16 and the Eating Attitude Test were used as data collection tools. Spearman Correlation Analysis and Mann- Whitney U Test were used in the analysis of the data. A very weak positive relationship was found between eating disorder scores and narcissism scores (p, Sporcu popülasyonunda yeme bozukluklarındaki artış dikkat çekicidir. Yeme dürtüsü ile ilgili bozukluklar, vücut ağırlığı takıntısı, vücut şekli ile ilgili olumsuz düşünceler ve eşlik eden duygudurum bozuklukları yeme davranışının ciddi şekilde etkilendiği psikolojik bozukluklardır. Narsistik kişilik bozukluğu, üstünlük kompleksi, empati kuramama ve onaylanma gereksinimini içeren sürekli bir örüntü olarak tanımlanır. Sınırsız güç, başarı, güzellik, onaylanma arzusu gibi bazı narsistik özellikler, sporcuların beslenme alışkanlıkları ile ilgili olabilir. Bu çalışmanın amacı, elit sporcularda narsisizm eğilimi ile yeme bozuklukları arasındaki ilişkiyi incelemektir. Araştırmaya farklı spor dallarından 18-36 yaşları arasında 223 elit sporcu (99 erkek, 124 kadın) katılmıştır. Veri toplama aracı olarak Narsisistik Kişilik Envanteri-16 ve Yeme Tutum Testi kullanılmıştır. Verilerin analizinde Spearman Korelasyon Analizi ve Mann-Whitney U Testi kullanılmıştır. Yeme bozukluğu puanları ile narsisizm puanları arasında pozitif yönde çok zayıf bir ilişki tespit edilmiştir (p

There are many studies about the stability analysis of the biological neuron models and the control of their dynamic behavior in the literature. Recently, the rotational dynamics have been observed in structures, which have nonlinear definitions, such as biological systems, laser systems, chaotic systems and neural systems. Several studies are carried out about the modeling of these rotational dynamics. Here, it is aimed to control the rotation of the attractors, which are formed by the membrane potential and the transmembrane currents of the electromagnetic field-effect Fitzhugh-Nagumo neuron model and it is used the Euler Rotation Theorem. The electromagnetic field-effect Fitzhugh-Nagumo neuron model differs from other models with its following aspect. This model has an additional state variable that describes the electromagnetic field effect. The effects of the amplitude of the external stimulus on the dynamics of this neuron model are observed by utilizing the bifurcation diagram, time domain representations and Lyapunov exponents and this external stimulus is selected as a sinusoidal source. The performance results of the rotation control process are shared with the numerical simulation results that are recorded for the different amplitude values of the external current source in this model., Biyolojik nöron modellerinin kararlılık analizlerinin yapılması ve dinamik davranışlarının kontrolü üzerine literatürde pek çok çalışma mevcuttur. Son zamanlarda biyolojik sistemler, lazer sistemleri, kaotik sistemler ve nöral sistemler gibi doğrusal olmayan tanımlamalara sahip yapılarda, rotasyonel dinamikler gözlemlenmektedir. Bu rotasyonel dinamiklerin modellenmesi üzerine çalışmalar yapılmaktadır. Burada da elektromanyetik alan etkili Fitzhugh-Nagumo nöron modelinin hücre zarı potansiyeli ve transmembrane akımlarının oluşturduğu çekerlerin rotasyon kontrolünün Euler Rotasyon Teoremi kullanılarak yapılması amaçlanmaktadır. Elektromanyetik alan etkili Fitzhugh-Nagumo nöron modeli elektromanyetik alan tanımlamasının ilave bir durum değişkeni olarak tanımlanması ile geliştirilen bir tanımlamaya sahip olması yönüyle diğer modellerden farklılaşmaktadır. Bu modeldeki harici uyaran bir sinüzoidal kaynak şeklinde seçilerek, kaynağın genliğinin nöron modeli dinamiklerine etkisi; dallanma diyagramından, zaman domeni gösterimlerinden ve Lyapunov üstellerinden yararlanılarak gözlemlenecektir. Rotasyon kontrol işleminin başarım sonuçları, modeldeki harici akım kaynağının farklı genlik değerleri için kaydedilen nümerik simülasyon sonuçları ile paylaşılacaktır.

Although there are many studies on the electrically coupled Izhikevich neuron model in the literature, the study of the chemically coupled structure is limited. The synchronization of bidirectional chemically coupled Izhikevich neurons with the Lyapunov control method is discussed for the first time in this study. Standard deviation results are given to observe the effect of the coupling weight of the coupled neurons. With the Lyapunov controller applied to one of the coupled neurons, the control of whether the neurons are synchronized regardless of the coupling weight was also observed by means of standard deviation analysis. Finally, it has been shown that the system with the Lyapunov control method is fired synchronously regardless of the changes in the value of the synaptic coupling weight., Literatürde, elektriksel kuplajlı Izhikevich nöron modeline ait birçok çalışma olmasına rağmen kimyasal kuplajlı yapıya ait inceleme sınırlı sayıdadır. Çift yönlü kimyasal olarak kuplajlanan iki adet Izhikevich nöronunun Lyapunov kontrol yöntemiyle senkronizasyonu ilk defa bu çalışmada ele alınmıştır. Kuplajlanan nöronların kuplajlama ağırlığının etkisini gözlemlemek için standart sapma sonuçları verilmiştir. Kuplajlanan nöronlardan birine uygulanan Lyapunov kontrolörü ile, nöronların kuplajlama ağırlığından bağımsız şekilde senkron hale gelip gelmediğinin kontrolü yine standart sapma analizi vasıtası ile gözlemlenmiştir. Son olarak, Lyapunov kontrol yöntemi uygulanan sistemin, sinaptik kuplajlama ağırlık değerinin değişikliklerinden bağımsız bir şekilde senkron olarak ateşlendiği gösterilmiştir.

The research area that deals with the development of computational hardware is neuromorphic engineering by mimicking the physiological characteristics and the information transfer mechanisms of biological structures. The emulation of the central pattern generators with computational hardware is also within the scope of this research area. In this study, the fractional definition of the Rayleigh oscillator, which is one of the oscillator models used for emulation of the central pattern generator dynamics, is handled. First of all, the stability analysis of the system has been made and then, the lowest fractional order at which this system could oscillate is determined. The numerical simulation of this system is made in order to observe the rhythmic oscillation pattern in the fractional system that is defined by a higher fractional order than the lowest one. The Grünwald-Letnikov (G-L) fractional derivative method is used for the numerical simulation of the fractional Rayleigh oscillator. After that, the experimental implementation of the fractional Rayleigh oscillator is made by using the discrete hardware elements. It is utilized from the Matsuda approximation method and the FOSTER-I R-C network transformation in this implementation process. SPICE circuit simulation program is used to verify the functionality of this designed circuit structure. Therefore, the hardware realization results of a fractional-order oscillator structure, which is frequently used in obtaining the rhythmic patterns of the central pattern generators, have been obtained successfully., Biyolojik yapıların fizyolojik karakteristiklerini ve bilgi transfer mekanizmalarını taklit ederek, hesaplamalı donanımlar geliştirilmesi konusunu ele alan araştırma alanı nöromorfik mühendisliktir. Merkezi desen üreteçlerinin hesaplamalı donanımlarla taklit edilmesi de bu araştırma alanının konuları dâhilindedir. Bu çalışmada merkezi desen üreteci dinamiklerinin taklidi için kullanılan osilatör modellerinden biri olan Rayleigh osilatörünün fraksiyonel tanımlaması üzerinde durulmuştur. Öncelikle sistemin kararlılık analizi yapılmış, ardından bu sistemin osilasyon sergileyebileceği en düşük fraksiyonel derece belirlenmiştir. En düşük fraksiyonel dereceden daha yüksek bir derece ile tanımlanan fraksiyonel sistemde ritmik osilasyon desenini gözlemlemek için sistemin nümerik simülasyonu yapılmıştır. Fraksiyonel Rayleigh osilatörünün nümerik simülasyonu için Grünwald-Letnikov (G-L) fraksiyonel türev yöntemi kullanılmıştır. Ardından fraksiyonel Rayleigh osilatörünün ayrık donanım elemanları kullanılarak deneysel gerçekleştirimi yapılmıştır. Gerçekleştirim sürecinde Matsuda yaklaşıklık metodu ve FOSTER-I R-C ağ dönüşümünden yararlanılmıştır. Tasarlanan bu devre yapısının doğrulaması için SPICE devre simülasyon programı kullanılmıştır. Böylece fraksiyonel derece ile tanımlanan ve merkezi desen üreteçlerinin ritmik desenlerinin elde edilmesinde sıklıkla kullanılan bir osilatör yapısının donanım gerçekleştirim sonuçları başarılı bir şekilde elde edilmiştir.

Canlı vücudundaki iletişim ağının temel elemanı olan nöronların karakteristik dinamiklerini açıklamak için, doğrusal olmayan fonksiyon tanımlamalarından yararlanılarak çeşitli biyolojik nöron modelleri tanımlanmıştır. Bu modellerin analizlerinde, doğrusal olmayan sistemlerin analizlerinde kullanılan çözüm yöntemlerinden sıklıkla yararlanılmaktadır. Son yıllarda doğrusal olmayan sistemleri konu alan çalışmaların bir kısmında rotasyonlu çeker yapıları ile karşılaşılmaktadır. Bu çalışmada, literatürde uyarıcı ve engelleyici sinaps yapılarını tanımlamada etkin kullanılan Wilson Cowan (W-C) nöron modeline Euler Rotasyon Teoremi’nin uygulanması ile elde edilen rotasyonlu çekerin faz kontrolünün sağlanması amaçlanmıştır. Ayrıca, gerçek zamanlı işaretlere ihtiyaç duyulabilecek çalışmalarda kullanılabilirliğinin gösterilmesi amacı ile rotasyon kontrollü W-C nöron modelinin FPGA (Field Programmable Gate Array) tabanlı donanım gerçekleştirim çalışması da yapılmıştır. Yapılan nümerik analizler ile rotasyon kontrollü W-C nöron modelinin çeker yapısının başarılı bir şekilde kontrol edilebildiği görülmüştür. Öte yandan deneysel gerçekleştirim çalışmaları ile biyolojiden esinlenilerek tasarlanan ve elektronik ekipmanlarla taklit edilen sistemler için alternatif bir çalışma kaydedilmiştir., Various biological neuron models have been defined by using nonlinear function definitions in order to explain the characteristic dynamics of neurons that are the basic elements of the communication network in the living body. In the analysis of these models, the solution methods used in the analysis of nonlinear systems are frequently used. In recent years, some of the studies about nonlinear systems have been encountered with the rotational attractor structures. In this study, it is aimed to provide phase control of the rotational attractor obtained by applying the Euler Rotation Theorem to the Wilson Cowan (W-C) neuron model that is used effectively in the literature to define excitatory and inhibitory synapse structures. In addition, the FPGA (Field Programmable Gate Array)-based hardware implementation study of the rotation-controlled W-C neuron model have also been carried out in order to see its usability in studies required to the real-time signals. With the numerical analyzes, it has been seen that the attractor structure of the rotation-controlled W-C neuron model can be controlled successfully. On the other hand, an alternative study has been reported for the systems designed by inspiring the biology and emulated with electronic equipment.

Araştırmanın amacı; egzersiz ve sporun Down Sendromu olan çocuklarda psikomotor, bilişsel ve sosyal duygusal alanlar üzerine etkisi ile ilgili yapılan çalışmaları değerlendirerek, konu hakkında kapsamlı bilgi sunmaktır. Literatür taraması Bursa Uludağ Üniversitesi E-Kütüphane, Pubmed ve Google Akademik veri tabalarında gerçekleştirilmiştir. Literatür taramasında “down sendromu olan çocuklarda spor”, “down sendromu olan çocuklarda egzersiz”, “down sendromu olan çocuklarda antrenman”, “sports in children with down syndrome”, “exercise in children with down syndrome”, “training in children with down syndrome” anahtar kelimeleri kullanılmıştır. Araştırmaya 2010-2020 yılları arasındaki randomize kontrollü çalışmalar, deneysel çalışmalar, yarı deneysel çalışmalar, tek gruplu deneysel çalışmalar, nedensel ve vaka kontrol çalışmaları dahil edilmiştir. Tarama sonucunda 1214 makaleye ulaşılmıştır. Araştırmaya dahil edilme kriterlerine göre uygunlukları değerlendirilen 33 makale bu derleme kapsamına alınmıştır. Sistematik derleme kapsamına alınan çalışmaların kaliteleri engellilerde beden eğitimi ve spor alanında uzman iki araştırmacı tarafından değerlendirilmiştir. Uzmanlar araştırmaların kalitelerini birbirlerinden bağımsız olarak değerlendirmiştir. Araştırmaları değerlendiren uzmanların, değerlendirici puanları arasındaki uyumun tespit edilmesinde, Cohen’s Kappa analizi kullanılmıştır.Sistematik derlemeye dahil edilen çalışmaların bulguları incelendiğinde egzersiz ve sporun Down Sendromu olan çocuklarda psikomotor, bilişsel ve duyuşsal alanlara olumlu etkileri olduğu görülmüştür. Ancak bu etkilerin daha büyük örneklem üzerinde incelenmesi ve daha uzun süreli müdahale çalışmalarının yapılmasına ihtiyaç duyulmaktadır.