Исследование динамики альфа-активности ЭЭГ человека в контуре интерфейса мозг-компьютер

• Автор: Жигалов, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 03.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 133 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ.

1. Обзор литературы

1.1 Типы интерфейсов мозгкомпыотер ИМК

1.2 Альфаактивность как управляющий сигнал в контуре ИМК.

1.3 Пространственновременная организация альфаактивности .

1.4 Функциональные модели альфаактивности .

1.5 Саморегуляция альфаактивности

1.6 Альфаактивность и функциональные состояния.

1.7 Прерывистая фотостимуляция и альфаактивность.

2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.
2.1 Испытуемые
2.2 Регистрация ЭЭГ.
2.3 Разработка технологии и устройства для экспериментов
2.4 Схемы экспериментов.
2.5 Алгоритмы анализа данных
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Исследование с ритмической световой стимуляцией результаты и обсуждение.
3.2 Исследование с управляемой световой стимуляцией результаты и обсуждение.
3.3 Исследование с управляемыми аффективными раздражителями результаты и обсуждение
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Первоначально интерфейсы мозгкомпьютер проектировались для восстановления сенсорной функции, передачи сенсорной информации в мозг или стимуляции мозга при помощи электрических сигналов. Примером сенсорного нейропротеза является имплантат сетчатки i, , и кохлеарный улитковый имплантат, который обходит нефункционирующие слуховые волосковые клетки во внутреннем ухе за счет передачи электрически обработанных акустических сигналов, через имплантированные стимулирующие электроды, непосредственно на слуховой нерв . i . , . ИМК предоставляют дополнительный канал передачи информации, и таким образом, нейронная активность мозга может быть использована для управления внешними устройствами, например, для восстановления моторной функции. i . . . I . . v ii, , . , . Мозговая активность может регистрироваться внутрикорково при помощи многоэлектродных сенсоров или одиночных электродов, эпидурально или субдурально с коры, или с поверхности головы. Последние двадцать лет возрос интерес к исследованиям в области ИМК для управления и коммуникации. Такой интерес объясняется лучшим пониманием функций мозга нежели лет назад и появлением мощных вычислительных систем, а также возросшим осознанием потребностей, проблем и потенциала людей с различными заболеваниями . i . Помимо применения в клинике и повышения качества жизни, такие интерфейсы представляют собой мощные средства для фундаментальных исследований, посвященных вопросам роли мозга в координации и формировании поведения человека, приобретении и сохранении нового поведения. Это стало возможным, благодаря тому, что ИМК позволяет изучать мозговую активность как независимую переменную величину. В традиционных психофизиологических экспериментах испытуемым предлагаются задачи или стимулы независимые переменные, и регистрируется связанная с ними мозговая активность зависимая переменная. Иначе обстоит дело с ИМК, в котором используется биологическая обратная связь. Здесь испытуемый может учиться намеренно увеличивать или уменьшать электрическую активность мозга независимая переменная и при этом можно оценивать изменения в поведении зависимая переменная. Ри1уептшег е1 а1. Vi а1. В этих примерах, связь между активацией и деактивацией специфических корковых областей и изменениями в поведении вполне очевидна. В настоящее время, как правило, рассматриваются приложения ИМК для клинических и фундаментальных исследований, поэтому остается не изученным использование ИМК в качестве дополнительного канала для взаимодействия человека и машины. В частности, сигналы мозга позволяют получить прямой доступ к мозговым состояниям, таким как когнитивная загруженность, бдительность, вовлеченность в задачу, эмоциональность или концентрация. Мониторинг этих состояний позволит новым технологиями с ИМК представлять мозговые состояния в режиме реального времени. Множество технологий мониторинга мозговой активности могут применяться в системах ИМК. Помимо электроэнцефалографии ЭЭГ и инвазивных электрофизиологических методов, используются магнетоэнцефалография МЭГ, позитронноэмиссионная томография ПЭТ, функциональная магнитная резонансная томография фМРТ, и оптическая томография функциональная спектроскопия ближней ИК области, фСБРГК. МЭГ, ПЭТ и фМРТ требуют регулярного технического обслуживания, располагаются в специальных лабораториях и являются достаточно дорогими, поэтому эти технологии больше подходят для решения фундаментальных проблем локализации источников мозговой активности, оценка изменения мозговой активности при различных заболеваниях. В отличие от них, ЭЭГ, фСБИК и инвазивные системы являются портативными, и поэтому на их основе могут строиться практические ИМК системы для целей коммуникации и управления в повседневной жизни. Современные ИМК, созданные для человека, главным образом используются для управления курсором и коммуникации, как правило, набора букв или элементов на экране компьютера ВдЬашпег ег а1.