Brain4edu - przykład użycia IV

Interfejs mózg komputer oparty o wzrokowe potencjały wywołane stanu ustalonego

0. Wstęp

Mózg pod wpływem powtarzającego się ze stałą częstością bodźca odpowiada na ten bodziec z identyczną częstością. Taką odpowiedź mózgu nazywamy potencjałem wywołanym stanu ustalonego (SSEP). W przypadku użycia bodźca wizualnego (np. światła stroboskopowego) mówimy o wzrokowych potencjałach wywołanych stanu ustalonego (SSVEP). Więcej o potencjałach wywołanych stanu ustalonego można przeczytać tutaj.

2. Przygotowanie

Podłącz potrzebny sprzęt - wzmacniacz, elektrody i BCI Appliance. BCI Appliance to monitor umożliwiający wyświetlanie bodźców wizualnych z dużą częstością. Podłącz go do komputera kablem HDMI. Pamiętaj o poprawnym skonfigurowaniu obu monitorów.

      Uwaga!
      W ustawieniach systemowych (System settings -> Displays) monitor BCI Appliance należy
      ustawić po lewej stronie monitora wbudowanego.

Użyj 32-kanałowego (lub 8-kanałowego) wzmacniacza firmy TMSI oraz wodnych elektrod firmy TMSI. Schemat podłączenia elektrod do wzmacniacza przedstawiono w tabeli. Nazwy kanałów oznaczają pozycje elektrod na głowie osoby badanej. Kolory odpowiadają oznaczeniom na ilustracji 1.

Wzmacniacz TMSI
nr kanału	nazwa kanału	nr kanału	nazwa kanału	nr kanału	nazwa kanału
1	M1	12		23
2	M2	13		24
3	O1	14		25
4	O2	15		26
5	Pz	16		27
6	Cz	17		28
7		18		29
8		19		30
9		20		31
10		21		32
11		22		GND	AFz

Zamocuj elektrody na głowie osoby badanej.

Do zamocowania elektrod użyj czepka wodnego firmy TMSI (ilustracja 1)

Ilustracja 1. Od lewej: wodny czepek firmy TMSI; schemat czepka wodnego z zaznaczonymi pozycjami elektrod użytych w badaniu. Oznaczenia elektrod: czerwony - elektroda GND, zielony - elektrody referencyjne, niebieski - pozostałe elektrody

3. Konfiguracja

Po wpisaniu w konsoli komendy:
```
bci_study
```

wyświetli się panel główny aplikacji (ilustracja 2).

Ilustracja 2. Okno BCI Study

W polu Osoba badana wybierz badanego. Jeżeli lista jest pusta lub chcesz dodać nowego badanego kliknij w przycisk Dodaj badanego. W wyświetlonym oknie wypełnij pole ID, płeć oraz wiek. W polu Notatki wprowadź informacje, które mogą w istotny sposób wpłynąć na wynik pomiaru, np. badany nosi okulary lub pomiar przeprowadzony w głośnym pomieszczeniu. Po kliknięciu w przycisk OK zostanie dodany nowy badany (ilustracja 3).

Ilustracja 3. Dodawanie nowego badanego

Po stworzeniu badanego należy przeprowadzić sesję kalibracyjną.

4. Sesja kalibracyjna

Przed uruchomieniem sesji BCI należy przeprowadzić co najmniej jedną sesję kalibracyjną.

Kalibrację można powtarzać wiele razy. Zapamiętywane są dane z każdej sesji. Identyfikator sesji złożony jest z wyniku kalibracji (wartość AUC) oraz daty przeprowadzenia kalibracji (ilustracja 4).

Po wybraniu badanego w polu Dane kalibracyjne wyświetlone zostaną wszystkie przeprowadzone przez niego sesje kalibracyjne dla wskazanego paradygmatu (ilustracja 6).

Ilustracja 4. Dostępne sesje kalibracyjne użytkownika test dla paradygmatu SSVEP TMSI.

Wartość AUC może się wachać między 0, a 1. Im wyższa wartość AUC tym lepszy wynik kalibracji. Kalibracją domyślną jest kalibracja o najwyższej wartości AUC.

W celu przeprowadzenia kalibracji:

wybierz z listy Paradygmat odpowiedni paradygmat (ilustracja 5)

Ilustracja 5. Wybranie paradygmatu badania (w przykładzie SSVEP TMSI)

w polu Typ sesji zaznacz kalibracja
naciśnij przycisk Start (ilustracja 6)

Ilustracja 6. Wybranie paradygmatu badania

Po naciśnięciu przycisku wyświetli się plansza z instrukcją dla osoby badanej oraz panel wstępny. Panel przenieś na sąsiedni monitor (ilustracja 7).

Ilustracja 7. Panel wstępny. Od lewej: współczynniki Lasso, widmo sygnału zmontowanego, widmo sygnału "surowego", 3-sekundowy fragment sygnału "surowego", przebieg impedancji na poszczególnych kanałach, 3-sekundowy fragment sygnału zmontowanego.

Prawy wykres panelu przedstawia impedancję dla poszczególnych kanałów. Jeżeli impedancja na jednym z kanałów ma wyższe wartości oznacza to, że na tym kanale należy poprawić kontakt elektrody ze skórą głowy. Czynność powtarzaj do czasu, aż wszystkie kanały będą miały zbliżone wartości impedancji. Po upewnieniu się, że impedancja ma zbliżone wartości na wszystkich kanałach rozpocznij sesję kalibracyjną.

Osoba badana przed rozpoczęciem sesji kalibracyjnej powinna przyjąć wygodną pozycję i rozluźnić się. W trakcie pomiaru powinna skupić się na zadaniu i nie wykonywać zbędnych ruchów. Kliknij na planszę z instrukcją i naciśnij spację. Sesja kalibracyjna rozpocznie się, a panel wstępny zmieni swój wygląd (ilustracja 8). Badany powinien postępować zgodnie z instrukcjami wyświetlanymi na ekranie laptopa.