Använda ett EEG-baserad Brain-Computer Interface för Virtual flytta markören med BCI2000
Summary
I denna video visar vi de steg som krävs för att köra en hjärna-dator gränssnitt experiment, inklusive installation av EEG mössa, kalibrera systemet och utbildning för användaren att flytta en markör i två dimensioner med hjälp av inbillade rörelser.
Abstract
En hjärna-dator gränssnitt (BCI)-funktioner genom att översätta en neural-signal, såsom elektroencefalogram (EEG), till en signal som kan användas för att styra en dator eller annan enhet. Amplituden av EEG-signaler i valda frekvensen soptunnor mäts och översätts till en enhet kommandot, i detta fall den horisontella och vertikala hastighet en dator markör. Först är EEG-elektroderna appliceras på användarens s hårbotten med hjälp av en mössa för att registrera hjärnaktivitet. Nästa är en kalibreringen används för att hitta EEG-elektroder och funktioner som användaren ska lära sig att frivilligt modulera att använda BCI. Hos människa, kraften i mu (8-12 Hz) och beta (18-28 Hz) frekvensband minskning av amplituden under en verklig eller inbillad rörelse. Dessa förändringar kan upptäckas i EEG i realtid, och används för att styra en BCI ([1], [2]). Därför, under en screeningtest, ombeds användaren att göra flera olika inbillade rörelser med sina händer och fötter för att bestämma unika EEG funktioner som förändras i och med inbillade rörelser. Resultaten från denna kalibrering kommer att visa de bästa kanalerna att använda, vilket är konfigurerade så att amplituden förändringar i mu och beta frekvensband flytta markören horisontellt eller vertikalt. I detta experiment är det allmänna syftet BCI-system BCI2000 användas för att styra signalen förvärv, signalbehandling, och återkoppling till användaren [3].
Protocol
Discussion
- Det är viktigt att elektroden impedansen är låg, men att för mycket gel inte användas för att sänka impedansen. En enda dålig kanal kan påverka alla de andra genom de gemensamma genomsnittet referens. Om impedansen inte kan reduceras efter flera försök, rekommenderas att en snabb Sätt elektrod användas, som helt enkelt kan infogas i den dåliga elektroden genom hålet att nålen är placerad igenom för att injicera gel, och tejpade på plats.
- Under den första sessionen, kan ämnet ha svårt att föreställa den…
Acknowledgements
NIH NIBIB RO1: 1R01EB009103-01
Kliniska Neuroengineering Training Program (1 T90 DK070079-01)
Wallace H Coulter Foundation
NIH Institutionella klinisk och translationell Science Award
NIH / NCRR 1KL2RR025012-01
Wisconsin Alumni Research Foundation
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| BCI2000- Compatible Amplifer System | g.USBamp | http://www.gtect.at | ||
| BCI2000- Compatible Amplifer System | Tucker-Davis Technology | 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) |
References
- Fabiani, G. E., McFarland, D. J., Wolpaw, J. R., Pfurtscheller, G. Conversion of eeg activity into cursor movement by a brain-computer interface (bci). IEEE transactions on neural systems and rehabilitation engineering. 12 (3), 331-338 (2004).
- Wolpaw, J. R., McFarland, D. J. Control of a two-dimensional movement signal by a noninvasive brain-computer interface in humans. Proc Natl Acad Sci USA. 101 (51), 17849-17854 (2004).
- Schalk, G., McFarland, D. J., Hinterberger, T., Birbaumer, N., Wolpaw, J. R. Bci2000: a general-purpose brain-computer interface (BCI) system. IEEE transactions on bio-medical engineering. 51 (6), 1034-1043 (2004).
