基于EEG的脑机接口使用虚拟光标移动与BCI2000

Summary

在这个视频中，我们展示了一个脑 - 机接口实验，包括设立脑电图帽，校准系统，并培训用户，移动光标在两个尺寸，用想象运动一个需要运行的步骤。

Abstract

一个脑 - 机接口（BCI）的功能，把一个神经信号的脑电图（EEG），成一个，可以用来控制计算机或其他设备的信号，如。在选定的频率垃圾箱的脑电信号的幅度进行测量，并翻译成一个设备命令在这种情况下，计算机光标的水平和垂直速度。一，脑电图电极应用到用户的头皮，使用记录大脑活动的第。接下来，校准程序是用来寻找脑电图电极和功能，用户将学习自愿调节使用的BCI。在人类中，在万亩功率（8-12赫兹）和β（18-28赫兹）频段下降幅度在一个真实或想象的的运动。这些变化可在脑电图实时检测，并用来控制BCI（[1] [2]）。因此，在筛选试验中，用户要求，使几种不同的想象与他们的手和脚的动作，以确定独特的脑电图改变与想象的运动功能。从这个校准结果将显示使用的最佳渠道，这是配置，以便在毛乌素和β频段的振幅变化垂直或水平移动光标。在这个实验中，通用的BCI系统BCI2000是用来控制信号采集，信号处理，并反馈给用户[3]。

Protocol

实验过程

1. 脑电图电极的连接
   1. 电极会附着在头皮上使用脑电图帽;这简化了确保电极在头皮上的适当位置的过程中，10-20国际体系中指定。
   2. 若要帽，标志主体的头皮上的顶点使用毡尖笔或一些其他类似的方法。要做到这一点，开始寻找关于这个问题的鼻根和枕外隆凸尖。用一个卷尺，找到这两个地点之间的距离。点之间的两分，或50％的距离，中间是顶点。请，以供日后参考点的标记。其他10-20点可设在类似的方式。
   3. 查找锆电极帽，和顶点的位置。保持锆石固定，防滑盖到头上。确保FZ，CZ，PZ电极上的头皮中线，O1 - O2电极与OZ的水平和层次，以及FP1，FP2，FPZ的水平。
   4. 现在，参比电极连接，通常到一个耳垂的剪辑。
   5. 接下来，电极用导电胶填充，使电极与头皮的低阻抗的接触。要做到这一点，用钝头的针的小注射器充满凝胶。此外，它可在计算机屏幕上看到的脑电图的痕迹，而凝胶被应用，以确定是否连接好。
   6. 插入电极针，轻轻擦伤了头皮针，以消除任何死皮。填充少量的凝胶电极，小心​​不要过满。开始用耳参比电极，并重复所有电极，包括地面。
   7. 检查所有通道，都应该小于5kΩ的阻抗。这种方法会有所不同，根据正在使用的特定放大器系统，但它应该有可能通过硬件或通过BCI2000阻抗检查。
   8. 如果超过5kΩ的电极，再插入针头，和擦伤头皮。它不应该有必要投入更多的凝胶，除非有阻抗没有下降。
2. 获取脑电....

Discussion

1. 至关重要的是，电极阻抗低，但没有太多的凝胶用来降低阻抗。一个单一坏通道，可以影响所有的人，通过共同的平均参考。如果阻抗可以不被多次尝试后减少，建议，一个快速的插入电极可用于，这可以简单地将进入的通过孔坏电极针放在通过注射凝胶，并在录音插入。
2. 在第一届会议，主题可能很难想象所需的动作。在这种情况下，可能会有所帮助他们做出真正的动作，第一，真正的运动数据进行离线分析。配置光标移动会话，像以前那样与现实的运动数据和主体使用的实际运动，企图将光标移动。经过几次比赛中，让他们真正的运动逐渐停止，直到他们完全停止。几次会议后，大多数用户完全停止使用电机图像，而只是"移动"光标。

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Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
BCI2000- 兼容安培系统	g.USBamp		http://www.gtect.at
BCI2000- 兼容安培系统	Tucker-Davis Technologies	Rx5 或 Rx 7	http://www.tdt.com
EEG 电容	电电容国际		http://www.electro-cap.com 至少，帽上应有电极覆盖手部和脚部区域（C3、C4 和 Cz）。额外的通道可用于控制（CP3、CP4、CPz）和空间滤波，这将提高信号质量。
导电凝胶	Electro-cap International		http://www.electro-cap.com
运行	Windows XP 或 Vista
两台显示器			每台至少 19 英寸（一台用于受试者，一台用于研究人员）