1帕拉纳大学(UFPR)的生物过程工程与生物技术系,库里蒂巴81530-900,巴西,巴西; soccol@ufpr.br(C.R.S.)2圣卡塔琳娜联邦大学食品科学技术系(UFSC),弗洛里安·波利斯88034-000,巴西,巴西; penorioctn@gmail.com(c.m.t.p.); juliano.lindner@gmail.com(J.D.D.L.)3生物技术研究生课程,联邦技术大学ParanÁ(UTFPR),DOIS VIZINHOS 85660-000,巴西PR; luiz@capricorniocoffees.com.br(L.R.S.R.); giobinder@gmail.com(M.G.B.P.)4号北约克大学拉桑德工程学院的土木工程系,多伦多北约克大学,加拿大M3J 13; satinder.brar@lassonde.yorku.ca *通信:gilbertovinicius@ufpr.br†这些作者对这项工作也同样贡献。4号北约克大学拉桑德工程学院的土木工程系,多伦多北约克大学,加拿大M3J 13; satinder.brar@lassonde.yorku.ca *通信:gilbertovinicius@ufpr.br†这些作者对这项工作也同样贡献。
1 约克大学工业与应用数学实验室(LIAM)、数学与统计学系,多伦多,ON M3J 1P3,加拿大;daihaijiang2013@gmail.com 2 热那亚大学公共卫生研究生院,健康科学系(DISSAL),16132 热那亚,意大利;mariano.yy@gmail.com 3 凯斯西储大学皮肤病学系,克利夫兰,俄亥俄州 44195,美国;dr.giovanni.damiani@gmail.com 4 临床皮肤病学,IRCCS Istituto Ortopedico Galeazzi,20161 米兰,意大利 5 米兰大学生物医学、外科和牙科科学系,20122 米兰,意大利 6 洛雷斯坦医科大学健康社会决定因素研究中心,霍拉马巴德 6813833946,伊朗; masoudbehzadifar@gmail.com * 通讯地址:bragazzi@yorku.ca (NLB);wujh@yorku.ca (JW)
情感脑机音乐接口在情绪调节和神经反馈中的应用:一项研究方案 Harley Glassman [1]*、Daniel Dwyer [2]、Nicia John [3]、Denis Laesker [4]、Matthew So [5,6] [1] 多伦多大学安大略教育研究所,加拿大安大略省多伦多,M5S 1V6 [2] 约克大学哲学学院认知科学系,加拿大安大略省多伦多,M3J 1P3 [3] 约克大学健康学院心理学系,加拿大安大略省多伦多,M3J 1P3 [4] 南佛罗里达大学计算机科学系,美国佛罗里达州坦帕市,33620 [5] 麦克马斯特大学理学院数学与统计学系,加拿大安大略省汉密尔顿市,L8S 4L8 [6] 曼尼托巴大学马克斯·拉迪医学院,拉迪健康科学学院,温尼伯,加拿大马尼托巴省,R3T 2N2 * 通讯作者:harleyglassman@gmail.com 摘要简介:情绪调节是心理健康不可或缺的一部分,随着一个人的情绪在一天中不断变化,它会对大脑功能产生动态影响。情绪调节障碍与一系列精神疾病有关。尽管情绪调节对心理健康至关重要,但很少有研究研究过训练大脑的情绪调节策略。因此,本文将提出一种用于情绪调节的情感脑机音乐接口 (aBCMI) 原型,该原型通过从实时脑电图 (EEG) 信号中估计情绪来持续生成音乐。方法:在本提案中,我们描述了我们的原型,该原型包括一个从 EEG 信号中检测情绪表达的情绪分类器和一个生成反映这些情绪的音乐的音乐生成器。我们在三个独立的研究中评估了原型。在研究 1 中,测试了音乐生成器的准确性。在研究 2 中,通过评估情绪分类器与实时自我报告情绪的相关性来测试情绪分类器的准确性。在研究 3 中,评估了生成音乐算法以探索情绪调节策略。讨论:所提出的 BCMI 有望准确估计情绪,提供参与者情绪的音乐反馈,并使用户能够根据音乐反馈有意调节自己的情绪。这涉及使用 EEG 信号实时捕捉听众的情绪,提供通过音乐反馈调节情绪状态的机会。因此,除了能够更好地进行情绪的神经反馈训练外,我们的原型还可以通过 EEG 和机器学习增强对情感计算和情绪的理解。结论:该原型的临床应用可能作为音乐疗法中用于训练情绪调节的神经反馈工具产生巨大影响。未来的研究可能会受益于将所提出的 BCMI 用作情绪障碍的神经反馈治疗。关键词:情感脑机接口;脑机接口(BCI);神经反馈;情绪调节;非侵入性情感干预;音乐治疗 引言
1约克大学卫生学院,4700 Keele ST,多伦多,安大略省,加拿大M3J 13; 2风筝研究所 - 托隆托康复研究所和彼得·穆克心脏中心,大学卫生网络,加拿大多伦多大学大街550号,M5G 2A2; 3乌普萨拉大学心脏病学医学科学系,瑞典751 85乌普萨拉; 4约克大学卫生科学系,赫斯灵顿,约克YO10 5DD,英国; 5昆士兰州心脏临床网络,Metro South Health,通过CNR Loganlea Rd&Armstrong Rd,Meadowbrook,QLD 4113,澳大利亚; 6 SygehusLillebælt,Vejle Sygehus,Syddanmark地区,Beriderbakken 4,7100 Vejle,Sydjylland,丹麦; 7日本,日本东京邦基 - 库(Bunkyo-ku)2-1-1 Hongo的Juntendo University医学院心血管生物学和医学系113-8421,日本; 8运动医学,预防与康复研究所与研究所分子运动医学与康复研究所,帕拉辛斯医科大学萨尔茨堡,林德霍夫斯特拉斯,奥地利5020萨尔茨堡; 9萨尔茨堡康复中心,MüllnerHauptstraße48,5020萨尔茨堡,奥地利; 10奥地利预防与康复协会,林德霍夫斯特拉斯20号,奥地利萨尔茨堡5020; 11心脏康复,西塔玛医科大学国际医学中心,1397-1,山达卡,西塔玛,日本3501298; 12职业治疗和物理治疗系,Sahlgrenska大学医院,Blåstråket3,哥德堡41345,瑞典; 13哥德纳堡大学Sahlgrenska学院医学院分子与临床医学系,Medicinarearegatan 3,哥德堡40530,瑞典1约克大学卫生学院,4700 Keele ST,多伦多,安大略省,加拿大M3J 13; 2风筝研究所 - 托隆托康复研究所和彼得·穆克心脏中心,大学卫生网络,加拿大多伦多大学大街550号,M5G 2A2; 3乌普萨拉大学心脏病学医学科学系,瑞典751 85乌普萨拉; 4约克大学卫生科学系,赫斯灵顿,约克YO10 5DD,英国; 5昆士兰州心脏临床网络,Metro South Health,通过CNR Loganlea Rd&Armstrong Rd,Meadowbrook,QLD 4113,澳大利亚; 6 SygehusLillebælt,Vejle Sygehus,Syddanmark地区,Beriderbakken 4,7100 Vejle,Sydjylland,丹麦; 7日本,日本东京邦基 - 库(Bunkyo-ku)2-1-1 Hongo的Juntendo University医学院心血管生物学和医学系113-8421,日本; 8运动医学,预防与康复研究所与研究所分子运动医学与康复研究所,帕拉辛斯医科大学萨尔茨堡,林德霍夫斯特拉斯,奥地利5020萨尔茨堡; 9萨尔茨堡康复中心,MüllnerHauptstraße48,5020萨尔茨堡,奥地利; 10奥地利预防与康复协会,林德霍夫斯特拉斯20号,奥地利萨尔茨堡5020; 11心脏康复,西塔玛医科大学国际医学中心,1397-1,山达卡,西塔玛,日本3501298; 12职业治疗和物理治疗系,Sahlgrenska大学医院,Blåstråket3,哥德堡41345,瑞典; 13哥德纳堡大学Sahlgrenska学院医学院分子与临床医学系,Medicinarearegatan 3,哥德堡40530,瑞典
1约克大学卫生学院,4700 Keele ST,多伦多,安大略省,加拿大M3J 13; 2风筝研究所 - 托隆托康复研究所和彼得·穆克心脏中心,大学卫生网络,加拿大多伦多大学大街550号,M5G 2A2; 3乌普萨拉大学心脏病学医学科学系,瑞典751 85乌普萨拉; 4约克大学卫生科学系,赫斯灵顿,约克YO10 5DD,英国; 5昆士兰州心脏临床网络,Metro South Health,通过CNR Loganlea Rd&Armstrong Rd,Meadowbrook,QLD 4113,澳大利亚; 6 SygehusLillebælt,Vejle Sygehus,Syddanmark地区,Beriderbakken 4,7100 Vejle,Sydjylland,丹麦; 7日本,日本东京邦基 - 库(Bunkyo-ku)2-1-1 Hongo的Juntendo University医学院心血管生物学和医学系113-8421,日本; 8运动医学,预防与康复研究所与研究所分子运动医学与康复研究所,帕拉辛斯医科大学萨尔茨堡,林德霍夫斯特拉斯,奥地利5020萨尔茨堡; 9萨尔茨堡康复中心,MüllnerHauptstraße48,5020萨尔茨堡,奥地利; 10奥地利预防与康复协会,林德霍夫斯特拉斯20号,奥地利萨尔茨堡5020; 11心脏康复,西塔玛医科大学国际医学中心,1397-1,山达卡,西塔玛,日本3501298; 12职业治疗和物理治疗系,Sahlgrenska大学医院,Blåstråket3,哥德堡41345,瑞典; 13哥德纳堡大学Sahlgrenska学院医学院分子与临床医学系,Medicinarearegatan 3,哥德堡40530,瑞典1约克大学卫生学院,4700 Keele ST,多伦多,安大略省,加拿大M3J 13; 2风筝研究所 - 托隆托康复研究所和彼得·穆克心脏中心,大学卫生网络,加拿大多伦多大学大街550号,M5G 2A2; 3乌普萨拉大学心脏病学医学科学系,瑞典751 85乌普萨拉; 4约克大学卫生科学系,赫斯灵顿,约克YO10 5DD,英国; 5昆士兰州心脏临床网络,Metro South Health,通过CNR Loganlea Rd&Armstrong Rd,Meadowbrook,QLD 4113,澳大利亚; 6 SygehusLillebælt,Vejle Sygehus,Syddanmark地区,Beriderbakken 4,7100 Vejle,Sydjylland,丹麦; 7日本,日本东京邦基 - 库(Bunkyo-ku)2-1-1 Hongo的Juntendo University医学院心血管生物学和医学系113-8421,日本; 8运动医学,预防与康复研究所与研究所分子运动医学与康复研究所,帕拉辛斯医科大学萨尔茨堡,林德霍夫斯特拉斯,奥地利5020萨尔茨堡; 9萨尔茨堡康复中心,MüllnerHauptstraße48,5020萨尔茨堡,奥地利; 10奥地利预防与康复协会,林德霍夫斯特拉斯20号,奥地利萨尔茨堡5020; 11心脏康复,西塔玛医科大学国际医学中心,1397-1,山达卡,西塔玛,日本3501298; 12职业治疗和物理治疗系,Sahlgrenska大学医院,Blåstråket3,哥德堡41345,瑞典; 13哥德纳堡大学Sahlgrenska学院医学院分子与临床医学系,Medicinarearegatan 3,哥德堡40530,瑞典
1物理系,威廉和玛丽,威廉斯堡,弗吉尼亚州威廉斯堡,23187,使用2个物理系,阿里加尔穆斯林大学,北方邦阿里加尔大学,北方邦202002,印度3物理部门,秘鲁大学PORNIFICAL天主教大学科学系,秘鲁第1761节,秘鲁4号,美国秘鲁大学。天文学,罗切斯特大学,罗切斯特,纽约,14627年,使用6个费米国家加速器实验室,伊利诺伊州巴达维亚60510,使用7莱昂校园和瓜纳华托校园,瓜纳华托大学,拉斯卡兰大学,拉斯库兰大学。5,瓜纳华托36000,瓜纳华托,瓜纳华托,米西科8日内瓦大学,1211年日内瓦大学4,瑞士9 Centro brgasileiro de pesquisicas,Rua Doutor Xvier Xvier Xvier Sigur 150,Rier 22290-180,Rier 22290-180,Rier 22290-180,Brazil 10 Indial odics of Bryics of Physics,NOTICS 4 NOTICS,NOTICS,UNDICS,NOTICS,INSICS,NOTICS,UNDICE of DAME DAME DAME DAME DAME DAME DAME DAME DAME DAME DAME DAME DAMB塔夫茨大学物理系,马萨诸塞州梅德福,美国埃斯帕尼亚02155,1680 CASILLA 110-V,Valparaíso,Valparaíso,Valparaíso,智利13,明尼苏达大学Duluth,Minnestota Duluth,Minnestota Duluth,Minnestota 55812,美国14美国物理学和天文学系,Yorkem sciences,Insworlio science i i is of of tornotio science Nagar,Mohali140306,印度旁遮普邦16伦敦帝国学院,伦敦帝国学院,伦敦SW7 2BW,英国17宾夕法尼亚大学宾夕法尼亚大学物理与天文学系,宾夕法尼亚大学,宾夕法尼亚大学,19104年,美国19104年,美国18号,沃维克大学,沃维克大学,载于沃维克大学。英国3PJ,2 20马萨诸塞州文科学院,马萨诸塞州北亚当斯教堂街375号,匹兹堡大学,匹兹堡大学,宾夕法尼亚州匹兹堡大学,15260年,美国22美国物理学系,佛罗里达州佛罗里达大学佛罗里达州32611,美国23 ccultad devil devil fivivier,devel fivivier,fivir fivivir,fornefir,
1 欧洲核子研究中心 (CERN),CH-1211 日内瓦,瑞士 2 CQTA,德国电子同步加速器 DESY,Platanenallee 6,15738 Zeuthen,德国 3 塞浦路斯研究所基于计算的科学技术研究中心,20,Constantinou Kavafi str.,2121 尼科西亚,塞浦路斯 4 IBM Quantum,IBM Research – 苏黎世,8803 R¨uschlikon,瑞士 5 塞浦路斯大学物理系,PO Box 20537,1678 尼科西亚,塞浦路斯 6 IBM Quantum,IBM Research - 1101 Kitchawan Rd,Yorktown Heights,NY,美国 7 LBNL 物理部门 - M/S 50A5104 1 Cyclotroner Rd Berkeley,CA,美国 8 德国电子同步加速器 DESY,Notkestrasse 85, 22607 汉堡,德国 9 亚琛工业大学,Templergraben 55, 52062 亚琛,德国 10 TIF 实验室,Dipartimento di Fisica,米兰大学和 INFN Sezione di Milano,意大利米兰 11 柏林洪堡大学物理学研究所,牛顿海峡15,12489 柏林,德国 12 ⟨ aQa L ⟩ 应用量子算法,莱顿,荷兰 13 橡树岭国家实验室物理分部,橡树岭,田纳西州,37831,美国 14 奥维耶多大学科学学院计算机科学系,33007,阿斯图里亚斯,西班牙 15 莱布尼茨汉诺威大学理论物理研究所,30167 汉诺威,德国 16 德国联邦物理技术研究院,38116 不伦瑞克,德国 17 跨学科研究领域“物质构建模块和基本相互作用”(TRA Matter)和亥姆霍兹辐射与核物理研究所(HISKP),波恩大学,Nußallee 14-16,53115 波恩,德国 18 大学理论物理研究所因斯布鲁克大学,6020 因斯布鲁克,奥地利 19 奥地利科学院量子光学与量子信息研究所,6020 因斯布鲁克,奥地利 20 德国慕尼黑大学物理系和阿诺德索末菲理论物理中心 21 德国慕尼黑量子科学与技术中心 22 洛桑联邦理工学院(EPFL)物理研究所,CH-1015 洛桑,瑞士 23 巴黎萨克雷大学,CNRS/IN2P3,IJCLab,91405 奥赛,法国 24 约克大学物理与天文系,加拿大安大略省多伦多,M3J 1P3 25 帕多瓦大学物理与天文系,V. Marzolo 8, I-35131 帕多瓦,意大利 26 INFN - Sezione di Padova,Via Marzolo 8,35131 帕多瓦,意大利 27 Nikhef – 国家亚原子物理研究所,科学园 105,1098 XG 阿姆斯特丹,荷兰 28 马斯特里赫特大学引力波与基础物理系,6200 MD 马斯特里赫特,荷兰 29 东京大学国际基本粒子物理中心 (ICEPP),7-3-1 本乡,文京区,东京 113-0033,日本 30 IBM Quantum,IBM 德国研究与开发有限公司 - Schoenaicher Str. 220,71032 Boeblingen,德国 31 巴斯克地区大学 UPV/EHU 物理化学系,Box 644,48080 毕尔巴鄂,西班牙 32 多诺斯蒂亚国际物理中心,20018 多诺斯蒂亚-圣塞瓦斯蒂安,西班牙 33 EHU 量子中心,巴斯克大学 UPV/EHU,PO Box 644,48080 毕尔巴鄂,西班牙 34 IKERBASQUE,巴斯克科学基金会,Plaza Euskadi 5,48009 毕尔巴鄂,西班牙 35 特伦托大学物理系,via Sommarive 14, I–38123, Povo, 特伦托,意大利 36 INFN-TIFPA 特伦托基础物理和应用研究所,via Sommarive 14, I–38123,特伦托,意大利 37 Instituto Superior T´ecnico,Dep. F´ısica,葡萄牙里斯本 38 先进材料物理与工程中心 (CeFEMA),Instituto Superior T´enico,葡萄牙里斯本, 39 材料与新兴技术物理实验室 (LaPMET),葡萄牙 40 费米国家加速器实验室,Kirk and, Pine St, Batavia, IL 60510, USA 41 Instituut-Lorentz, Universiteit莱顿, PO Box 9506, 2300 RA Leiden, 荷兰
