Utiliser un EEG-Based Interface cerveau-ordinateur du mouvement de curseur virtuel avec BCI2000
Summary
Dans cette vidéo, nous démontrons les étapes nécessaires à l'exécution d'une expérience d'interface cerveau-ordinateur, y compris la mise en place le bouchon de l'EEG, l'étalonnage du système, et la formation à l'utilisateur de déplacer un curseur en deux dimensions en utilisant des mouvements imaginés.
Abstract
Une interface cerveau-ordinateur (BCI) fonctions en traduisant un signal neural, telles que l'électroencéphalogramme (EEG), en un signal qui peut être utilisé pour contrôler un ordinateur ou autre appareil. L'amplitude des signaux EEG dans les bacs de fréquences sélectionnées sont mesurées et traduites en un dispositif de commande, dans ce cas, la vitesse horizontale et verticale d'un curseur de l'ordinateur. Tout d'abord, les électrodes EEG sont appliqués sur le cuir chevelu à l'utilisateur s en utilisant un bouchon d'enregistrer l'activité cérébrale. Ensuite, une procédure d'étalonnage est utilisé pour trouver les électrodes de l'EEG et des caractéristiques que l'utilisateur va apprendre à moduler volontairement d'utiliser le BCI. Chez l'homme, la puissance dans la mu (8-12 Hz) et bêta (18-28 Hz) des bandes de fréquence baisse d'amplitude au cours d'un mouvement réel ou imaginaire. Ces changements peuvent être détectés dans l'EEG en temps réel, et utilisé pour contrôler une BCI ([1], [2]). Par conséquent, au cours d'un test de dépistage, l'utilisateur est invité à faire plusieurs différents mouvements imaginés avec leurs mains et les pieds afin de déterminer les caractéristiques uniques d'EEG qui changent avec les mouvements imaginés. Les résultats de cet étalonnage indiquera les meilleurs canaux à utiliser, qui sont configurés de telle sorte que les changements d'amplitude dans les bandes de fréquences mu et beta déplacer le curseur horizontalement ou verticalement. Dans cette expérience, l'usage général du système BCI BCI2000 est utilisé pour contrôler l'acquisition du signal, traitement du signal, et la rétroaction à l'utilisateur [3].
Protocol
Discussion
- Il est vital que les impédances d'électrodes sont faibles, mais que trop de gel n'a pas été utilisé pour abaisser l'impédance. Un seul canal mauvaise peut affecter tous les autres par la référence commune à la moyenne. Si l'impédance ne peut être réduit après plusieurs essais, il est recommandé une électrode rapide insérez être utilisé, qui peut simplement être insérée dans l'électrode mauvaises par le trou que l'aiguille est placée par le biais d'injection du gel, et scellés en place…
Acknowledgements
NIH NIBIB RO1: 1R01EB009103-01
Programme de formation clinique neuroingénierie (1 T90 DK070079-01)
Wallace H Coulter Fondation
NIH Prix institutionnel des sciences clinique et translationnelle
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).
