Brainaut’s corner Потенциали на повикване или P300

NOSCE TE IPSUMПознай себе си

Потенциали на повикване или P300

Статия на боен другар от Индия (благодаря на Михаил Г. за линка) ме вдъхнови да се заема сериозно с темата за евокираните потенциали. Какво е? Е, много е просто :) Всеки път, когато на мозъка бъде представен нов стимул (изображение, звук и т.н.), той развива енергична дейност, за да го анализира и разпознае. Тази активност може да бъде открита в ЕЕГ, измерен с Emotiv EPOC.

За съжаление, амплитудата на такива трептения рядко е по-висока от 5 μV, с общо ниво на "шум" от около 50 μV. Но има начини, които ви позволяват да откриете сигнал в такива случаи. Най-често използваният от тях е сумиране с осредняване, сигнали за повтарящи се действия. Принципът на неговото действие е в предположението, че измереното присъства в измерения сигнал в известен момент от времето, а шумът е нормално разпределена случайна променлива.

Тези. като направим например 100 ЕЕГ измервания на реакцията на човек към светлинен импулс, след това съберем тези измервания заедно и разделим на 100, ще видим, че шумът е намалял 10 пъти. И над всичкото това „шумно безчинство“ изниква един такъв „бетонен“ връх.

И всичко щеше да е готино и щяхме да строим градове на Марс правилно, ако не бяха две неща: 1) Шумът наистина щеше да се разпространява нормално. Това в нашия свят на източници на електронни смущения е по-скоро изключение, отколкото правило. В нашия случай под шум имаме предвид и сигнали от други части на мозъка, които въпреки нашите изследвания си вършат работата. 2) Името на звяра е JITTER, понякога го наричаме фазов шум.

Когато сумираме сигналите, за най-добър резултат, от който се нуждаемтака че сигналите да са възможно най-точни един спрямо друг. Иначе при сумирането полезните сигнали няма да се сумират, а като ги разделим на 100 от тях няма да остане почти нищо, както и от шума.

Принципно е ясно как да се справим с електромагнитния шум. Изключете всички електрически устройства (включително компютъра) и се скрийте в клетка на Фарадей.

Но в нашия случай има много източници на трептене. 1) Нашият мозък – той не винаги реагира с еднаква скорост. 2) USB интерфейс - трансферът на данни е бърз, но неравномерен. 3) Операционна система. Понякога може да мисли за вечното.

Въпреки това другарят gmac публикува видео в YouTube, където демонстрира работата на клавиатура, управлявана от мозъка, използвайки принципа на евокираните потенциали.

Идеята на програмата е да регистрира реакцията на мозъка на множество проблясъци на съответните редове и колони и на базата на тези данни да определи коя буква човек задържа във фокуса на погледа си.

Реших и аз да опитам да повторя подвига :). Пакетът OpenVibe, в един от своите примери, ни позволява да изпробваме възможностите на вградения детектор P300. Между другото, в сайта им се хвалят, че техният детектор е най-добрият в класа си. Да проверим.

Между другото, защо тези потенциали се наричат P300, всъщност така се нарича само част от мозъчния отговор на стимул, чиято максимална амплитуда настъпва приблизително 300 ms след прилагане на стимула. Освен това знакът на амплитудата е отрицателен.

Така че стартираме OpenVibe Designer. За щастие, 3 дни от описанието на агонията ми да компилирам OpenVibe с Emotiv драйвера. INRIA пусна нова версия на OpenVibe 0.12.0, която вече има вградена поддръжка за Emotiv EPOC, без танци с дайре. Изтеглете и инсталирайте без проблеми.

Качваме се впапкаshare/openvibe-scenarios/bci/p300-speller-xDAWNи отворете файлаp300-speller-0-signal-monitoring.xmlТова е файлът за проверка на конфигурацията на нашето оборудване, ако сте направили всичко правилно (а именно стартирали сте openvibe сървър за придобиване и сте го конфигурирали да събира данни от Emotiv EPOC ), след което натиснете бутона Възпроизвеждане в появилия се прозорец ще видите бягащи линии, ЕЕГ сигнали. Създателите се съветват да мигат и да показват езика на компютъра, за да проверят :) Ако всичко е наред. Щракнете върху бутона Стоп и преминете към следващия файл.

p300-speller-1-acquisition.xmlВ този файл от вас се иска да запишете ЕЕГ, с който OpenVibe ще обучи детектора P300. Просто натиснете Play и когато се появи прозорец с матрица от букви, натиснете бутона 'A' на клавиатурата. Буквата, върху която ще трябва да фокусирате окото, ще бъде маркирана в синьо. Ще бъдете подканени да въведете 10 букви, повторени 12 пъти. Целият запис ми отне не повече от 5 минути. Готово - щракнете върху Стоп и продължете.

Защо се нуждаем от файлаp300-speller-5-replay.xmlМисля, че се досещате. Повторете резултатите, за да проверите качеството на обучението на детектора.

Това е всичко. Най-добрият резултат, който получих, беше от 10 букви: 6 - познати правилно, 2 - познати колона или ред, 2 - по.

Ако сте разочаровали някой, който иска да напише свой собствен супердетектор (и съдейки по форумите, почти всеки 2-ри е такъв), не бързайте да се удавите :) Все още има фургон и малка количка за работа :)

Много е яко :) Всъщност момчетата хващат буквата от първия опит. :) Въпреки че на CEBIT 2011 един доброволец успя да отпечата 3 букви в минута. Например OpenVibe отнема 30 секунди, за да завърши един знак. 3) Е, необходимо е да се намали влиянието върху алгоритъма на факторите, изброени в началото на поста. Може биза филтриране на сигнала с помощта на вълновата трансформация.