Met behulp van een EEG-Based Brain-Computer Interface voor virtuele cursor Movement met BCI2000

Summary

In deze video, tonen we de stappen die nodig zijn om een ​​hersen-computer interface experiment, inclusief het opzetten van de EEG dop, het kalibreren van het systeem en het trainen van de gebruiker om een ​​cursor te verplaatsen in twee dimensies met behulp van ingebeelde bewegingen uit te voeren.

Abstract

Een brein-computer interface (BCI) functies door het vertalen van een neuraal signaal, zoals het elektro-encefalogram (EEG), in een signaal dat kan worden gebruikt om een ​​computer of een ander apparaat te controleren. De amplitude van de EEG-signalen in de geselecteerde frequentie bakken worden gemeten en vertaald in een apparaat opdracht, in dit geval de horizontale en verticale snelheid van een computer cursor. Eerst worden de EEG-elektroden aangebracht op de hoofdhuid van de gebruiker s met behulp van een dop om hersenactiviteit te nemen. Vervolgens wordt een kalibratie procedure wordt gebruikt om de EEG-elektroden en functies die de gebruiker zal leren om vrijwillig moduleren van de BCI gebruiken te vinden. Bij de mens, de macht in de mu (8-12 Hz) en beta (18-28 Hz) frequentiebanden daling van de amplitude tijdens een echte of ingebeelde beweging. Deze veranderingen kunnen worden gedetecteerd in de EEG in real-time, en gebruikt om een ​​BCI ([1], [2]) te controleren. Daarom is tijdens een screening test, wordt de gebruiker gevraagd om verschillende ingebeelde bewegingen met hun handen en voeten te leveren aan de unieke EEG kenmerken die veranderen met de ingebeelde bewegingen vast te stellen. De resultaten van deze kalibratie zal de beste kanalen om te gebruiken, die zo zijn geconfigureerd dat de amplitude veranderingen in de mu-en beta-frequentiebanden de cursor te bewegen horizontaal of verticaal. In dit experiment, is het algemene doel BCI-systeem BCI2000 gebruikt voor het signaal acquisitie, signaalverwerking, en feedback controle aan de gebruiker [3].

Protocol

Experimentele Procedure

1. Aansluiten van de EEG-elektroden
   1. Elektroden worden aangesloten op de hoofdhuid met behulp van een EEG kapje, dit vereenvoudigt het proces van ervoor te zorgen dat de elektroden op de juiste locatie op de hoofdhuid, zoals gespecificeerd door de 10-20 internationale systeem.
   2. Voor het plaatsen van de dop, markeer de vertex op de hoofdhuid van het onderwerp met behulp van een viltstift of een andere soortgelijke methode. Om dit te doen, beginnen met het lokaliseren van de nasion en INION over het onderwerp. Met behulp van een meetlint, vindt de afstand tussen deze twee locaties. Het midden tussen de twee punten, of 50....

Discussion

1. Het is essentieel dat de elektrode impedanties laag zijn, maar dat te veel gel werd niet gebruikt om de impedantie te verlagen. Een slechte kanaal kan invloed hebben op alle anderen door de common-gemiddelde van referentie. Als de impedantie kan niet gereduceerd worden na verschillende pogingen, is het aanbevolen dat een quick-insert elektrode worden gebruikt, die eenvoudig kan worden ingevoegd in de slechte elektrode door het gat dat de naald is geplaatst door voor het injecteren van de gel, en de tape op zijn plaats.
2. Tijden.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
BCI2000- Compatible Amplifer System	g.USBamp		http://www.gtect.at
BCI2000- Compatible Amplifer System	Tucker-Davis Technologies	Rx5 or Rx 7	http://www.tdt.com
EEG cap	Electro-cap International		http://www.electro-cap.com At a minimum, the cap should have electrodes over hand and feet areas (C3, C4, and Cz). Additional channels can be used for control (CP3, CP4, CPz) and for spatial filtering as well, which will improve the signal quality.
Conductive gel	Electro-cap International		http://www.electro-cap.com
PC			Running Windows XP or Vista (at least Pentium 4, 2 GHz, 1 GB RAM)
Two monitors			Each at least 19in (one for the subject and one for the researcher)