研究成果概要(中文):在本研究中,我们旨在开发一种使用 P300 和稳态视觉诱发电位 (SSVEP) 的混合型输入系统,这两种技术在利用脑电图进行字符输入时被广泛使用。该系统发挥了 P300 和 SSVEP 的优势,并弥补了彼此的不足。首先,我们通过视觉刺激呈现建立了一种同时生成方法。接下来,利用呈现方法,我们确认可以通过控制候选字符的呈现时间来有效分离两种不同的脑电图。我们已经证明,我们的原创方法可以实现高速输入。然而,差异程度因对象而异。这是未来需要解决的一个挑战。
摘要:基于 P300 的拼写器可用于通过大脑活动控制家庭自动化系统。评估基于 P300 的拼写器中使用的视觉刺激是脑机接口 (BCI) 领域的常见主题。本研究的目的是使用可用性方法比较两种在以前的研究中表现优异的刺激类型。12 名参与者在两种条件下控制 BCI,这两种条件下的刺激类型不同:一个红色名人脸被白色矩形 (RFW) 包围,以及一系列中性图片 (NPs)。可用性方法包括与有效性(准确性和信息传输率)、效率(压力和疲劳)和满意度(愉悦度和系统可用性量表和情感网格问卷)相关的变量。结果表明,有效性没有显著差异,但使用 NPs 的系统报告的愉悦度明显更高。因此,由于在潜在用户可能经常使用的系统中也应该考虑满意度变量,因此对于基于视觉 P300 拼写器的家庭自动化系统的开发来说,使用不同的 NP 可能比使用单个 RFW 更合适。
摘要:早期诊断对于痴呆症的治疗非常重要,但痴呆症患者往往不愿意去看医生。在我们的实验室中,我们正在使用基于 P300 的拼写脑机接口 (Spelling-BCI) 开发一种廉价且简单的认知功能筛查工具。通过使用辨别分数创建注意力聚焦图并比较结果,我们希望确认痴呆症患者之间的差异以及痴呆症筛查的价值。BCI 使用基于行和列的 P300 成分计算的辨别分数来估计字符。因此,我们根据每个字符的分数开发了一个注意力聚焦图。结果,随着 NC 变成 MCI/AD,它显示得更白和更黑。NC 估计为 83.3%,MCI 估计为 63.0%,AD 估计为总字符数的 33.3%。此外,AD 倾向于在包含目标字符的行和列之外做出反应。这些结果被认为是认知功能下降导致注意力集中度下降所致。因此,有人提出可以从注意力集中度图中确认痴呆症患者之间的差异,这对痴呆症筛查很有用。关键词:痴呆症、BCI、P300、注意力、ERP 1. 引言
便携式神经成像技术的进步为深入了解日常行为背后的神经动力学和认知过程开辟了新的机会。在本研究中,我们评估了耳机式脑电图 (EEG) 系统对监测心理负荷的相关性。参与者 (N=12) 被指示在执行多属性任务电池 (MATB) 时注意偶尔出现的听觉警报,该任务电池的难度分为三种条件来操纵心理负荷。由听觉警报呈现引发的 P300 事件相关电位 (ERP) 被用作可用注意力资源的探测。在实验条件下比较了 P300 ERP 的幅度和延迟。我们的研究结果表明,可以使用耳机式 EEG 系统捕获 P300 ERP 成分。此外,对警报的神经反应可用于在单次试验水平上以高精度 (超过 80%) 对心理负荷进行分类。我们的分析表明,海绵传感器获取的信噪比在整个记录过程中保持稳定。这些结果突出了便携式神经成像技术在神经辅助应用开发中的潜力,同时也强调了目前将 EEG 传感器集成到日常生活可穿戴技术中存在的局限性和挑战。总的来说,我们的研究为越来越多的研究做出了贡献,这些研究探索了可穿戴神经成像技术在人类研究中的可行性和有效性
摘要:脑机接口 (BCI) 可以检测特定的脑电图模式并将其转换为外部设备的控制信号,为患有严重运动障碍的人提供与外界沟通和互动的替代/附加渠道。许多基于脑电图的 BCI 依赖于 P300 事件相关电位,主要是因为它们需要的用户训练时间相对较短,并且选择速度更快。本文提出了一种基于 P300 的便携式嵌入式 BCI 系统,该系统通过基于 FPGA(现场可编程门阵列)的嵌入式硬件平台实现,确保灵活性、可靠性和高性能。该系统在用户视觉刺激期间获取脑电图数据并实时处理这些数据,以正确检测和识别脑电图特征。BCI 系统旨在允许用户执行通信和家庭自动化控制。
事件相关电位(ERP)与功能磁共振成像(fMRI)的结合有助于获得和研究高时间和空间分辨率的神经网络。EEG/fMRI数据证明,在视觉三刺激奇异范式中,由目标刺激和新刺激诱发的两个P300电位(P3a和P3b)均可在额中部(Fz)、中心(Cz)和中部顶端(Pz)电极上检测到。先前的研究表明P3a和P3b具有不同的脑激活空间分布,但它们是否具有相同的神经机制尚不清楚。本研究旨在确定P3a和P3b的神经心理机制,以及两个ERP子成分之间的神经动力学时空差异。在一组25名被试中,由目标刺激和新刺激诱发的P300 ERP均可在Fz、Cz和Pz电极上检测到。在Cz和Fz处,与目标刺激相关的P3b相比,与新刺激相关的P3a幅度更高,波形下降更慢,但在Pz处,P3b幅度大于P3a。在Cz和Fz处P3a出现早于P3b,但在Pz电极上观察到相反的现象。P3a的激活脑区包括左侧额顶叶区、左侧前楔叶区和右侧岛叶,而目标驱动的P3b与双侧梭状回、左额叶区和双侧岛叶的BOLD变化显著相关。结果显示,ERP和fMRI两种成像模式的空间和时间信息的整合证明了两个P300亚成分存在不同的脑功能过程。通过对P300成分的分析,结果进一步证明了自上而下和自下而上的加工过程对注意捕获的发生都发挥了作用,只是两种加工机制在不同任务中的调制效果不同,因此需要注意的是,被捕获的神经机制并不是单一的自上而下或自下而上的加工过程,而应该是两者相互作用的结果。
摘要 - BCI拼写器是用于通信目的的典型脑部计算机接口(BCI)系统。该技术可以通过由大脑活动控制的辅助设备为用户提供严重的运动残疾。目前的初步研究,只有四个科目,重点是控制5x5 P300的拼写矩阵,以进行通信。在这项工作中,我们研究了在两个条件下突出字母的闪烁刺激的效果:图片和红色著名的面孔(即著名的面孔,红色的面孔)。这些初步结果,基于性能和信息传输速率(ITR),表明这两种条件都是相似的,与常规P300 - 销售器相比,性能非常好。从这个意义上讲,图片的使用并不能使性能变得更糟,从而可以开发出更具吸引力和可用的界面。更多的测试将确认提出的两个条件之间的性能是否存在差异。
脑机接口 (BCI) 拼写器允许严重运动障碍的患者使用他们的大脑活动进行交流,而无需肌肉活动。广泛研究的基于 P300 的 BCI 拼写器的不同视觉配置已在健康和运动障碍用户中进行了评估。但拼写器大小(以厘米为单位)仅针对健康受试者进行了评估。我们认为拼写器大小可能会限制一些头部和眼球运动受限的严重运动障碍患者。针对七名患有肌萎缩侧索硬化症 (ALS) 的患者和一名患有杜氏肌营养不良症 (DMD) 的参与者评估了三种拼写器尺寸的可用性。这是首次对严重运动障碍参与者进行拼写器尺寸可用性评估。中等拼写器的有效性(在线结果中)和效率(工作量测试中)明显更好。中等尺寸拼写器的满意度明显最高,小尺寸拼写器的满意度最低。这些结果与之前在健康受试者中描述的发现相一致。总之,在设计拼写器范例时应考虑拼写器的大小,尤其是对于运动障碍人士,因为它可能会影响他们在控制 BCI 拼写器时的表现和用户体验。
成人和儿童都通过反馈来学习将环境事件和选择与奖励联系起来,这一过程称为强化学习 (RL)。然而,用于评估儿童 RL 相关神经认知过程的任务有限。这项研究在记录事件相关电位 (ERP) 的同时,在青春期前儿童 (8-12 岁) 中验证了概率奖励学习任务的儿童版,重点关注:(1) 奖励-反馈敏感性 (额叶奖励相关积极性,RewP),(2) 对反馈的晚期注意力相关反应 (顶叶 P300),以及 (3) 注意力转向喜爱的刺激 (N2pc)。从行为上讲,正如预期的那样,青春期前儿童可以学习刺激-奖励结果关联,但表现水平各不相同。与学习优秀的学生相比,学习较差的学生表现出更大的 RewP 振幅。学习策略(即赢-输-留下-转移)由反馈诱发的 P300 振幅反映。最后,注意力会转移到待选择的刺激上,这一点由 N2pc 证明,但不会像成年人那样转移到奖励更高的刺激上。这些发现为青少年 RL 背后的神经过程提供了新的见解。
(i)DNA(脱氧核糖核酸)(ii)RNA(核糖核酸)(iii)Lie-detector检验(IV)测试(V)脑映射测试(P300)(VI)NARCO分析测试(也称为真实血清测试(VII)语音分析测试(VIII)手指打印(VIII)手指打印(IX)
