איור 8 מציג EEG מדגם ונתוני תאוצה מImus לחלון זמן 16 שניות שנרשם במהלך אינטראקציה בין הנושא והניסוי. נתוני ה- EEG מחדש נדגמו ב 100 הרץ ולאחר מכן להקה לעבור סינון [1-40 הרץ] באמצעות צו 3, מסנן Butterworth אפס שלב. ערוצים עם ערכים גבוה עכבה (Z> 60 ק"ג-אוהם), וערוצים היקפיים, הושלכו 12,15. Imus נרשם תשעה אותות ב128 הרץ: שטף מגנטי, מהירות זוויתית, והאצה ליניארי בשלושה צירים קרטזית. כאן אנו מראים את הגודל של האצה-פיצוי הכובד (GC). ההשפעה של תאוצת הכובד פוצתה על ידי החלת מסנן קלמן לחזות את כיוון IMU במסגרת גלובלית 16. הנתונים מפולחים על ידי בדיקה ויזואלית של הקלטות וידאו (שלב 7.1). קווים אנכיים מוצקים מצביעים על תחילתה של התנהגות של עניין, כקווים אנכיים מנוקדים מייצגים את הסוף של האירוע.
class = "jove_content"> השפעה של ממצאי תנועה נמצאת בנתוני ה- EEG שמוצגים באיור 8 סביב 709s. גישה בלתי מוגבלת לאיסוף נתונים בפרוטוקול ניסוי זה הופכת את נתוני ה- EEG רגישים מהבהב עין, תנועות עיניים, תנועה וחפצי electromyographic. נתוני מעובד באמצעות מסנן להקה עובר 3 rd כדי אפס שלב Butterworth להגביל אותו לדלתא-הלהקה (1-4Hz), וטופלו על ידי הפחתה הממוצעת וחלוקת על ידי סטיית התקן. חפצים גבוהים משרעת הוסרו באופן אוטומטי תוך שימוש בשיטה להסרת הלכלוך Subspace (ASR) 17. בנוסף, ערוצים היקפיים אינם נכללים בניתוח נתונים במאמץ למזער זיהום חפץ myoelectric. Frontalis והתכווצויות שרירים temporalis להתמזג עם אות EEG בולטת ביותר במקומות היקפיים: התכווצות Frontalis מופיעה במקומות קדמי, והתכווצות temporalis מופיעה בחזיתית וtempor רוחבמקומות אל 15.
כדי לבדוק את טיבם של הנתונים שנאספו עם פרוטוקול זה, היסטוגרמות נתוני ה- EEG היו זממו באיור 9. באיור 9 א, זה מתאר את התפלגות הנתונים של האות הסטנדרטית משלוש אלקטרודות מרחבית נציג. נתוני ה- EEG מראים הפצת multimodal להתנהגויות ניתחו. באיור 9 ערכי הגבנוניות מוצגים כגרף עמודות לקלה יותר בדיקה ויזואלית של נתונים.
סיווג בוצע על ידי חילוץ פיגורים של כל ערוץ EEG מבוסס זמן, צמצום ממדית תוך שמירה על הפיזור המקומי של כל כיתה (ניתוח המבחין המקומי של פישר (LFDA)) 18, והכשרה / בדיקת מודל של הקבוצה המצומצמת של תכונות (תערובת גאוס מודלים (GMMs)) 19. דגימות הדרכה / בדיקת נדגמו באופן אקראי על פני 20 חזרות (כלומר, אימות צולבת) כדי למנוע כל OVer-fitting.Training/testing גודל מדגם משתנה בהתחשב במספר הערוצים דחו (כלומר, עכבה גבוהה מ -60 קילו-הרץ), אורכו של מושב ניסוי, ומספר הניסויים וההתנהגויות לידי ביטוי. עם זאת, מספר דגימות אימונים ובדיקות המשמשות לכל כיתה (התנהגות) מתאים ל- 50% מהכיתה לפחות המאוכלסת. כדוגמא, את גודל קבוצת הבדיקה של כל כיתה הוא N = 1,069 דגימות לנתונים תינוק שמוצגים באיור 10. כל הצעדים מראש העיבוד וסיווג חושבו תחת סביבת תכנות MATLAB.
איור 11 מתאר את ההליך כולו להערכת מקור EEG שבוצעה במחקר זה באופן צעד-אחר-צעד. פרטים נוספים על כל צעד גם סיכמו בסעיף 8.
איור 12 מופעי תוצאות של אירוע קשור (דה) סנכרון (ERD / ERS) בקצב mu (Hz 5-9) ומקורות דיפול במהלך "Reach-ההצעה1; משימה. ERS וERD חושב כאחוז מירידה או עלייה בכוח תדירות-להקה שמתרחש במהלך אירוע (ולהגיע הצעת משימה) מרווח בהשוואה למרווח הייחוס (קטע שצולם לפני האירוע). נתון זה מראה גם האצת גודל-פיצוי כובד שהושגה במהלך המשימה משני פרקי ידיו של התינוק והשחקן. לניתוח דיפול אותות EEG היו מפורקים באמצעות ניתוח מרכיבים עצמאי (רשפ"ת) לחסל את רעש רקע. הערכת המקור בוצעה בקצב mu לאחר עיבוד מקדים ICA באמצעות אלגוריתם מוסיקה קבועה 5. כצפוי, המקורות היו נקודות מעל האזור המוטורי הראשוני הנכון ואילו הנושא באמצעות ידו השמאלית כדי לתפוס את האובייקט.
| שם המוצר | חברה | כמות |
| BrainAmp מגבר | מוצרי מוח, GmbH | 2 |
| actiCAP EEG חבש כובע, 64 אלקטרודות * | מוצרי מוח, GmbH | 10 |
| actiCAP תיבת בקרה | מוצרי מוח, GmbH | 1 |
| תוכנת מוח חזון מקליט | מוצרי מוח, GmbH | 1 |
| תוכנת actiCAP תיבת הבקרה | מוצרי מוח, GmbH | 1 |
| CapTrak | מוצרי מוח, GmbH | 1 |
| תוכנת CapTrak | מוצרי מוח, GmbH | 1 |
| צג תנועת אופל | APDM, Inc | 6 |
| תחנת עגינה לאופל | APDM, Inc | 6 |
| נקודת גישה אלחוטית אופל | APDM, Inc | 1 |
| תוכנת Motion סטודיו | APDM, Inc | 1 |
| תיבת הדק | מותאם אישית | 1 |
| מצלמת וידאו | HC-W850M, Panasonic ושות ' | 1 |
| * כובעי EEG לבוא בגדלי היקף הראש הבאים לתינוקות: 42, 44, 46, 48, 50 סנטימטרים. לפרוטוקול זה, מלאי של 2 כמוסות של כל גודל מומלץ. |
שולחן ציוד 1.

איור 1. דיאגרמות זרימה. תרשים () זרימה של הגדרת הניסוי. (ב) תרשים זרימה של מושב איסוף הנתונים. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור של 2. נושאetup ומוכן לאיסוף נתונים. (א) להציג קדמי של נושא לובש כובע EEG, וארבעה Imus. ייצוג טופוגרפי של כובע 64 ערוץ EEG באמצעות מערכת המיקום האלקטרודה סטנדרטית 10-20 (ב). אנא לחץ כאן לצפייה גרסה גדולה יותר של דמות זו.

ציוד איור 3. נתונים איסוף וחדר הבדיקות. (א) התקנת ציוד איסוף הנתונים: (1), כובע תיבת בקרת EEG EEG (2), הדק (3), מקלט נתוני IMU אלחוטי (4), מגברי EEG (5), תיבת צעצוע (6), הדק בלחיצת כפתור (7), מחשבים ניידים רכישת נתונים (8), תחנת עגינה לImus (9). (ב) תקריב של כובע EEG, אלקטרודות פעילים ותיבת בקרה. (C) תקריב של Imus ומקלט אלחוטי, trigge r בלחיצת כפתור, מגברי EEG, ומחשבים ניידים איסוף הנתונים. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 4. ייצוג סכמטי של הגדרת ניסוי. בעל תיבת בקרת EEG (10). האפוטרופוס של הנושא יושב על כיסא (11), הנסיין יושב על כיסא (14) והאדם ניטור נתונים יושב על כיסא (17). שאר ההתקנה הניסיונית מוצג:. שולחן אינטראקציה (12), הדק (13), תיבת צעצוע (15), שולחן רכישת נתונים (16), מיקום מצלמת וידאו (18) אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של זה דמות.
"Src =" / קבצים / ftp_upload / 53406 / /> 53406fig5.jpg "
איור 5. צילום מסך של תוכנת שליטת EEG. החיצים מצביעים על סמלים מרכזיים בתוכנה מתוארת בשלב 6.1 ו 6.8. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

מסך איור 6. של תוכנת הקלטת EEG. החיצים מצביעים על סמלים מרכזיים בתוכנה המתוארת בשלב 6.2 ו -6.3. סעיף של נתונים הגולמיים זורם-חיים מוצג. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
PG "/>
איור 7. צילום מסך של תוכנת Imus. התיבות האדומות להדגיש את הסמלים המרכזיים בתוכנה המתוארת בשלב 6.4. () חלון ראשי הפקודה. (ב) חלון תצורה. חלון הקלטה (C). אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 8. נתונים לדוגמא מהפעלה ניסיונית נציג. נתוני ה- EEG () והאצה מוצגים, שתי הלהקה לעבור סינון [1-40Hz]. אלקטרודות EEG עם עכבה נמוכה (Z <60 ק"ג-אוהם) לאורך כל הפגישה מוצגות. קווים אנכיים מוצקים מצביעים על תחילת התנהגות (B) ובכל זאת מסגרת ייצוגים של התינוק העוסק בהתנהגויות ניתחה:. שים לב, Reach-אחיזה, Reach-הצעה, Imita טה, לחקור, מנוחה. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 9. היסטוגרמות דוגמא של משרעת EEG לשש התנהגויות מזוהות. הנתונים מוצגים) תואמים את הנתונים הגולמיים משלוש אלקטרודות (CP2, FC5, אסיר ציון) נרשמה בפגישה עם תינוקת בת 20 חודשים. היסטוגרמות הם מדורגים המספר הגבוה ביותר של אירועים והגבנוניים של כל היסטוגרמה מוצגת בצד הימין של כל חלקה. שים לב לחלוקת multimodal עבור רוב ההתנהגויות. B) הגבנונית של נתוני מדגם לכל התנהגות. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
גיל = "תמיד"> 
איור 10. EEG צופה פעולות התנהגותיות בתינוקות מתנהגים בחופשיות 12. מדגם מטריצת בלבול לדיוק הסיווג לתינוקת בת 20 חודש מוצגת. דיוק הפענוח הכולל מוצג בפינה הימנית תחתונה. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

11. לוקליזציה מקור איור. צעדים הנדרשים ללוקליזציה מקור דיפול תינוק באמצעות MRI אנטומיים ונתוני ה- EEG פונקציונליים. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של איור זהיור.

פרופיל ניתוח משימה 12. Reach-הצעת איור.) מול המצלמה של תינוק ביצוע B "Reach-הצעה" משימה.) ממוצע גלובלי כוח שדה של EEG בלהקת מו (5-9 הרץ), מסלולי תנועת גפיים של התינוק והשחקן; Grand ממוצע ההפרעות רפאים אירוע קשור מכל הערוצים. ג) מקורות דיפול לוקליזציה לשני אירועים של "תחילת תנועה" ו "תנועה שלמה". אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.