(3) سیستماتیک و (4) فرآیندهای تکاملی می‌باشند. در مطالعاتی که بر پایه‌ی لندمارک می‌باشند، متغیرها از قبل تعیین نمی‌شوند (ولی لندمارک‌ها از قبل تعیین می‌شوند)، متغیرهای معنی‌دار از طریق آنالیزها مشخص می‌شوند.
پایه‌گذار روش مدرن ریخت‌سنجی26 فرد بوکستین27 به همراه اف جیمز رولف28 می‌باشد. دنیس اسلایس، لس مارکوس، کانتی ماردیا و لان دیدن29 اسامی مهم دیگری هستند که به توسعه‌ی این روش کمک کردند. بر طبق بوکستین مراحل مختلف در مطالعه‌ی ریخت‌سنجی هندسی شامل مراحل زیر می‌باشد:
طراحی آزمایش
جمع‌آوری داده‌ها
استانداردسازی داده‌ها
تجزیه و تحلیل داده‌ها
تفسیر نتایج

انتخاب لندمارک‌ها بر اساس هدف مورد نظر در مطالعه تعیین می‌شوند و روش انتخاب آن‌ها به شرح زیر می‌باشد:
داده‌ها باید فرضیه تحقیق را پوشش دهد
دادهها بایستی بیانگر شکل موجود باشند
لندمارکها بایستی در همهی نمونهها یکسان باشند
1-14-ریخت‌سنجی هندسی
ریخت‌سنجی یا همان اندازه‌گیری30 شکل31، شاخه‌ای از آمار بوده که تاریخ آن به شروع کارهای آماری برمی‌گردد. به طور نمونه، در سال 1888 گالتون ضرایب همبستگی را معرفی نمود و این ضرایب را برای انبوهی از اندازه‌گیری‌های ریختی در انسان مورد استفاده قرار داد. در 1907 گالتون روشی برای کمی کردن شکل صورت ابداع کرد که بعدها مختصات شکلی دو نقطه‌ای یا مختصات شکل بوکستینی32 نام گرفت. کاربرد روش‌های آماری چند متغیره که در نیمه اول قرن بیستم پایه‌گذاری شد و توسعه یافت، منتهی به ریخت‌سنجی چند متغیره شد. در دهه‌ی 1980، ریخت‌سنجی یک تحول عمده را تجربه کرد. این تحول با ابداع روش‌های مبتنی بر مختصات، کشف نظریه‌ی آماری شکل و درک محاسباتی شبکه‌های ناهنجاری ایجاد شد (متروکر و گانز، 2009). امروزه کامپیوترهای دارای قدرت پردازش بالا امکان شناسایی و تجسم انبوهی از داده‌های چندبعدی با آزمون‌های آماری مبتنی بر روش ریسمپلینگ33 را فراهم می‌کند (متروکر و گانز، 2009). این روش جدید ریخت‌سنجی هندسی نام گرفته است، زیرا شکل هندسی لندمارک‌ها را در طی آنالیز حفظ می‌کند و امکان ارائه‌ی نتایج آماری را به صورت شکل واقعی فراهم می‌کند.
در بین انبوه روش‌های آماری ریخت‌سنجی، روش انطباقی34 روشی است که کاربرد گسترده دارد و از لحاظ ویژگی‌های آماری و ریاضی قابل فهم و درک می‌باشد (بوکستین، 1996). سایر روش‌های آماری که اغلب مورد استفاده قرار می‌گیرند شامل آنالیز ماتریکس فاصله‌ای اقلیدسی، آنالیز فوریر بیضی35، روش‌های متنی بر non-label مانند ریخت‌سنجی مبتنی بروکسل36 یا سه بعدی که عمدتاً در تصویرسازی مغزی کاربرد دارد، می‌باشند. پایه و اساس ریخت‌سنجی هندسی مختصات می‌باشد بوکستین در سال 1991 لندمارک را به عنوان یک نقطه‌ای تعریف کرد که نام‌هایی از جمله (پل دماغی، نوک چانه) دارد، در مورد مختصات کارتزین37 نیز چنین برداشتی داشت. این نام‌ها به معنی ارتباط بین اشکال (همسانی زیستی) می‌باشند. این بدین مفهوم است که لندمارک‌ها نه تنها مکان مختص به خود را دارند، بلکه مکان‌های مشابهی در هر یک از اشکال نمونه و نیز میانگین همه‌ی نمونه‌ها دارند. این مختصات می‌توانند دو بعدی یا سه بعدی باشند. داده‌های دوبعدی معمولاً با استفاده از دیجیتالی کردن38 تصاویر یا لوح‌ها در کامپیوتر بدست می‌آیند. داده‌های سه بعدی مستقیماً از رقمی کننده‌هایی مانند Microscribe یا Polhemus بدست می‌آیند و یا می‌توان از اسکن سطحی یا اسکن‌های حجمی استخراج کرد (متروکر و گانز، 2009). داده‌های حجمی مبتنی بر قطعات تصویر گرفته شده توسط پرتونگاری یا عکس‌برداری رزونانس مغناطیسی39 یا تصاویر با کیفیت بالاتر که از طریق (micro-CT) یا (micro-MRI) تهیه می‌شود، می‌باشد (سنس و هالگریمسون، 2008). این قطعات حاوی مقادیر خاکستری gray-value هستند که به تراکم بافتی مربوط می‌شوند و این قطعات برای ایجاد یک تصویر سه بعدی از جسم به هم متصل می‌شوند. اسکنرهای سطحی تصاویر سه بعدی با قدرت تفکیک بالا از سطح جسم با استفاده از لیزر یا تکنولوژی نوری سنتی تولید می‌کنند و ممکن است شامل اطلاعات بافتی نیز باشند.

جدول1-1- اصطلاحات کلیدی و مترادف آنها
برخی از اصطلاحات کلیدی و مترادف آنها در ریخت‌سنجی هندسی اقتباس از (سنس و هالگریمسون، 2008)
شکل متوسط، شکل میانگین، میانگین پروکراست
میانگین‌گیری از مختصات پروکراست
شبکه‌ی تغییر شکل40
یک شبکه منظم ناقص که اختلافات شکلی بین دو پیکر لندمارکی را نشان می‌دهد
ساختار یا فرم
ویژگی‌های هندسی یک جسم که نسبت به چرخش و ترجمه تغییرناپذیر می‌باشد (شکل به همراه اندازه‌ی کلی)
شکل فضای کندال41
فضای غیر خطی ایجاد شده توسط گروهی از مختصات شکل
فاصله‌ی پروکراستی42
فاصله‌ی اقلیدسی بین دو پیکربندی با مختصات پروکراستی
ساختار فضایی پروکراست
فضای ایجاد شده توسط مختصات شکلی پروکراست
پروکراست رزیجوال43
انحراف یک پیکربندی مختصاتی پروکراست از پیکربندی برآیند
مختصات شکل پروکراست
مختصات لندمارک بعد از روی هم گذاری برای تولید یک شکل کلی از جسم
روی هم گذاری پروکراست44
روی هم گذاری یک پیکربندی لندمارکی برای محاسبه‌ی مختصات شکلی
آنالیز انحراف نسبی45
آنالیز PC مختصات شکل پروکراست
شکل
ویژگی‌های هندسی یک جسم که نسبت به مقیاس، چرخش و برگردان غیر متغیر هستند
رگرسیون شکل
رگرسیون چند متغیره‌ی مختصات شکل نسبت به سایر متغیرها
تی پی اس46
یک معادله‌ی درون یاب برای مدل سازی اختلافات بین دو شکل یا محاسبه‌ی شبکه‌ی ناهنجاری
آلومتری
نسبت تغییرات شکلی به اندازه
بایپلات47
یک نمودار منفرد هندسی که دو نمودار پراکندگی را رو یک جفت محور نشان میدهد
آنالیز پراکندگی48
آنالیزی که تغییرات چند متغیره در یک گروه از دادهها مشخص میکند

1-15-روی‌هم‌گذاری49
یکی از مهم‌ترین مسائل در ریخت‌سنجی، مقایسه الگوهای لندمارکی در دو یا بیش از دو نمونه می‌باشد. تامپسون در سال 1917، روش شبکه‌ی تغییرات شکلی را که ساختار کلی یک موجود را به صورت انحراف از شکل اصلی موجود بیان می‌دارد، را پیشنهاد داد. مفهوم این روش بدین صورت بود که شبکه‌ی مختصات کارتزین را روی موجود مرجع قرار داده و از طرق مختلف این تصویر تا جایی که ساختار ثانویه موجود به دست آید، تغییر می‌دهیم. اختلاف بین دو شکل به صورت انحراف از شبکه‌ی روی هم گذاری شده، نشان داده می‌شود. تامپسون این شبکه را به صورت طراحی کرد ولی مشخص نکرد که چه لندمارکهایی باید استفاده شود. بوکستین در 1978 روش آنالیز شبکه‌ی متعامد را توسعه داد. اما این روش به ندرت استفاده می‌شد، تا زمانی که بوکستین در سال 1989 استفاده از روش Thin-plate spline را برای مقایسه‌ی اشکال ارائه نمود. این روش شبکه‌ی ناهنجاری یک موجود را، که الگوهای لندمارکی ترسیم می‌کنند، نسبت به دیگر نمونه‌ها به آسانی به تصویر می‌کشد. یک روش جایگزین برای به کار بردن مدلی که به طور کامل اختلافات بین دو موجود را توصیف می‌کند، استفاده از یک مدل بسیار ساده که به پارامترهای کلی مانند تفاوت در چرخش، برگردان و مقیاس می‌پردازد می‌باشد. در این متد اختلاف در اشکال از طریق تفاوت در جایگاه لندمارک توصیف می‌شود. اختلاف بین اشکال نمونه‌های مورد آزمایش به صورت باقیمانده، بعد ازچرخش، برگردان و مقیاس‌گذاری آنها نشان داده شده و همچنین اشکال نمونه‌ها را هم‌تراز می‌شوند (رولف و اسلایس، 1990).

1-16- آنالیز پروکراستی تعمیم یافته50
روش GPAتوسط گور1975 پیشنهاد شد. این روش بر پایه‌ی الگوریتم می‌باشد، که همه‌ی نقاط اجسام برگردان شده، مدرج و چرخش داده می‌شود تا جایی که حداقل مربعات تطابقی همه‌ی اجسام نسبت به جسم برآیند اختلاف چندانی نداشته باشد.

1-17-آلومتری
لارو ماهیان، کوچک‌ترین مهره‌دارانی هستند که قادر به تغذیه‌ی فعال و مستقل می‌باشد (وایزر، 1995). در طی رشد موجودات از جنین تا بلوغ، تغییرات شکلی آنها منجر به تفاوت‌هایی در تنظیم سرعت و رشد نسبی بخش‌های مختلف می‌شود. اندازه و شکل، فاکتورهای تعیین کننده برای گونه‌ها محسوب شده و تکامل ریختی، حداقل در یک راسته، منجر به تغییرات نسبتاً کاملی در اندازه بدن و اندازه‌ی نسبی اندام‌های بدن می‌شود. در بسیاری از گونه‌ها مقدار معینی از تغییرات در اندازه‌ی بدن بالغ‌ها وجود دارد و این تغییرات اغلب با تغییرات غیر متناسب در بعد نسبی اندام‌های بدن همراه می‌باشد، و به عنوان یک نتیجه یعنی شکل همگام با تغییرات اندازهموجود تغییر می‌کند (روسو و همکاران، 2007).تکامل اعضا و تغییرات در ویژگی‌های ریختی به صورت مرحله به مرحله رخ می‌دهد. بنابراین، ضریب رشد نسبی (آلومتری) بخش‌های بدن یک ویژگی عمومی در تکوین ماهی محسوب می‌شود اوسه و وندنبوگارت، 1995).ساختارهای بدن بر اساس اهمیتشان برای عملکردهای زندگی اولیه تکوین می‌یابند (سایمونویک و همکاران، 1999).بنابراین در گونه‌های مختلف فرآیندهای تکوینی ممکن است به صورت قابل ملاحظه‌ای با تغییرات انتوژنتیک در زیستگاه و منابع مورد استفاده در ارتباط باشد (ورد کمپل و بیامیش، 2005).
اونتوژنی اولیه‌ی بسیاری از لاروهای ماهیان بر اساس تغییرات شدیدی که در بیشتر اندام‌ها و سیستم‌ها رخ می‌دهد، طبقه‌بندی می‌شوند. این تغییرات قابلیت‌های رفتاری و فیزیولوژیکی در طی تکوین را تعیین می‌کنند. فاکتورهایی مانند گرسنگی و شکار شدن یکی از مهم‌ترین عوامل تنظیمکننده‌ی بقاء در طی دوره‌ی لاروی می‌باشند، که بر بازگشت شیلاتی و توان year-classدر جمعیت‌های طبیعی اثرگذار می‌باشد (بالی و هود، 1989)، همچنین کیفیت تکثیر تحت شرایط پرورشی نیز بسیار مهم می‌باشد (پنا و دوماس، 2005). وقتی ماهی جوان ساختارهای ریختی عملکردی لازم برای فرار از دست شکارچی را کسب می‌کند، شانس بقاء آن افزایش می‌یابد (گیزبرت، 1999). رشد آلومتریک در طی دوره‌ی تکوین لاروی در گروه‌های مختلفی از ماهیان استخوانی بررسی شده است (اوسه و وندنبوگارت، 2004). این تغییرات در پاسخ به فشارهای محیطی جهت سازگاری انجام شده و احتمال بقاء و رشد در طی تکوین اولیه را با ایجاد تغییرات در شکل بدن به خاطر رشد تمایزی اندام‌ها و سیستم‌های شامل در عملکردهای اولیه (مانند: تغذیه، تنفس و حرکت) بالا می‌برد (فویمن، 1983). در زمان تفریخ بسیاری از سیستم‌های عملکردی ماهی ناکامل بوده و تغییرات ریختی و تمایز در طی دوره‌های اولیه‌ی تکوینی ماهی بسیار شدید می‌باشند. بنابراین، تغییرات ریختی کمّی در این دوره‌ها بسیار چشمگیر بوده و مسئول مرحله‌ی گذار ماهی از مرحله‌ی تفریخ با شکل لاروی به مرحله‌ی بچه‌ماهی یا ماهی بالغ در یک دوره‌ی زمانی نسبتاً کوتاه می‌باشد، این بدان معنی است که رشدی که بر اساس عملکردی به منظور بقاء تنظیم و بهینه می‌شود، یک ویژگی مشترک در بین گونه‌های استخوانیمحسوب می‌شود (اوسه، 1997). تغییرات آشکاری که طی تکوین ماهیان در ارتباط با محیط انجام می‌شوند (دتلاف و همکاران، 1993). و همچنین تغییراتی که در اعضای بدن همگام با افزایش اندازه رخ می‌دهد، از این قاعده مستثنی نیستند (اوسه و وندنبوگارت، 1995؛ ونسیک و همکاران، 1997) و همه‌ی این تغییرات نتیجه‌ی رشد نسبی افتراقی که آلومتری نامیده می‌شود، می‌باشد (فویمن، 1983). آلومتری یک ویژگی مشترک در طی تکوین لاروی می‌باشد که بیان می‌کند بسیاری از اندام‌های ضروری برای عملکردهای ابتدایی در مراحل اولیه تکوین می‌یابند و با تکوین اندام‌های با ارجحیت پایین‌تر برای بقاء ادامه پیدا می‌کند (اوسه و وندنبوگارت، 1995). تغییرات رفتاری اصلی در طی اونتوژنی اولیه‌ی بسیاری از ماهیان استخوانی همگام با

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید