Usando um EEG-Based Interface Cérebro-Computador para Movimento do Cursor Virtual com BCI2000
Summary
Neste vídeo, demonstramos os passos necessários para executar um experimento de interface cérebro-computador, incluindo a configuração da tampa EEG, calibrar o sistema e treinamento do usuário para mover um cursor em duas dimensões usando movimentos imaginados.
Abstract
Uma interface cérebro-computador (BCI) funções, traduzindo um sinal neural, tais como o eletroencefalograma (EEG), em um sinal que pode ser usado para controlar um computador ou outro dispositivo. A amplitude dos sinais de EEG em caixas freqüência selecionada são medidos e convertidos em um comando de dispositivo, neste caso, a velocidade horizontal e vertical de um cursor de computador. Primeiro, os eletrodos de EEG são aplicados ao couro cabeludo que o usuário está usando um boné para registrar a atividade cerebral. Em seguida, um procedimento de calibração é usado para localizar os eletrodos de EEG e funcionalidades que o usuário irá aprender a modular voluntariamente para usar o BCI. Em humanos, o poder no mu (12/08 Hz) e beta (18-28 Hz) bandas de frequência diminuição da amplitude durante um movimento real ou imaginado. Essas alterações podem ser detectadas no EEG em tempo real, e usado para controlar um BCI ([1], [2]). Portanto, durante um teste de triagem, o usuário é convidado a fazer vários movimentos diferentes imaginado com as mãos e os pés para determinar as características únicas EEG que mudam com os movimentos imaginados. Os resultados desta calibração irá mostrar os melhores canais para uso, que são configurados para que mudanças na amplitude mu e bandas de freqüência beta mover o cursor horizontalmente ou verticalmente. Neste experimento, o uso geral do sistema BCI BCI2000 é usado para controlar a aquisição de sinal, processamento de sinal, e feedback para o usuário [3].
Protocol
Discussion
- É vital que as impedâncias eletrodo são baixos, mas que o gel não foi muito utilizado para reduzir a impedância. Um único canal ruim pode afetar todos os outros através da referência comum da média. Se a impedância não pode ser reduzida depois de várias tentativas, recomenda-se que um eletrodo de rápida inserção ser usado, que pode ser simplesmente inserido no eletrodo ruim pelo buraco que a agulha é colocada através de injetar o gel, e gravado no local.
- Durante a primeira sessão, o sujeito pode ter dificuld…
Acknowledgements
NIH NIBIB RO1: 1R01EB009103-01
Programa de Formação Clínica Neuroengenharia (1 DK070079 T90-01)
Wallace H Coulter Foundation
NIH Prêmio Ciência Institucional Clínica e Translacional
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).
