Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza porównawcza reakcji na bodźce wzrokowe i słuchowe w badaniach potencjałów wywołanych EEG

Tyburcy Łukasz, Plechawska-Wójcik Małgorzata

Journal of Computer Sciences Institute

|

2018

|

Vol. 7

172--177

PL

Artykuł opisuje badania polegające na porównaniu czasów reakcji na bodźce wzrokowe i słuchowe przy pomocy potencjałów wywołanych EEG. Do realizacji badań wykorzystano dwa eksperymenty. Pierwszy badał czasy reakcji na bodźce wzrokowe, drugi badał czasy reakcji na bodźce słuchowe. Po przeprowadzeniu analizy danych uzyskane rezultaty pozwoliły określić, że bodźce wzrokowe wywołują szybszą reakcję niż bodźce słuchowe.

EN

The paper describes results of comparison of reactions times to visual and auditory stimuli using EEG evoked potentials. Two experiments were used to applied. The first one explored reaction times to visual stimulus and the second one to auditory stimulus. After conducting an analysis of data, received results enable determining that visual stimuli evoke faster reactions than auditory stimuli.

2

EEG with a reduced number of electrodes: Where to detect and how to improve visually, auditory and somatosensory evoked potentials

Stehlin S. A. F., Nguyen X. P., Niemz M. H.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2018

|

Vol. 38, no. 3

700--707

EN

The measurement of evoked potentials has become a standard tool to test new hardware and software for electroencephalography (EEG). In this study, we investigate where to detect and how to improve visually, auditory and somatosensory evoked potentials with a reduced number of electrodes. We measured a total of 50 evoked potentials in healthy subjects, and we were able to detect visually, auditory and somatosensory evoked potentials with just three electrodes. We also investigated where to measure a combination of visually, auditory and somatosensory evoked potentials and found the best positions to be Oz, O1, O2, TP9 and TP10. In the second part of this study, we analyzed how the evoked potentials depend on the segmentation frequency selected to superpose EEG responses. We found that the detection of visually evoked potentials requires the segmentation frequency to match the stimulus frequency with an accuracy of at least 99.92 percent. The detection of auditory evoked potentials and somatosensory evoked potentials requires a matching of at least 99.95 percent. Therefore, a correct matching of the segmentation frequency with the stimulation frequency is the primary key to improving the quality of evoked potentials.

3

Usuwanie artefaktów z sygnałów sterujących interfejsem mózg-komputer

Jukiewicz M., Buchwald M., Cysewska-Sobusiak A.

Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering

|

2017

|

No. 89

195--204

PL

Elektroencefalografia jest metodą pozwalającą na pomiar elektrycznej aktywności mózgu. Metoda ta jest wykorzystywana do diagnostyki pracy mózgu oraz w tzw. interfejsach mózg-komputer, czyli urządzeniach pozwalających na bezpośrednią komunikację pomiędzy mózgiem a jednostką obliczeniową. Interfejsy takie tworzone są głównie z myślą o osobach częściowo sparaliżowanych lub dotkniętych syndromem zamknięcia. Jednym ze zjawisk zachodzącym w mózgu, wykorzystywanym w interfejsach mózg-komputer, są Wzrokowe Potencjały Wywołane Stanu Ustalonego SSVEP (Steady State Visually Evoked Potentials). Jeśli osoba badana obserwuje bodziec, migający z określoną częstotliwością, to sygnał o tej samej częstotliwości (dominującej) zostanie zmierzony nad korą wzrokową. W takich urządzeniach bardzo istotne jest przetwarzanie zmierzonego sygnału w taki sposób, aby zapewnić jak największą skuteczność rozpoznania na co w danej chwili patrzy osoba badana. Jednym ze sposobów na osiągnięcie tego celu może być wykorzystanie Ślepej Separacji Sygnałów BSS (Blind Source Separation), której celem jest znalezienie i usunięcie z mierzonych sygnałów niepożądanych składowych, np. związanych z mrugnięciami oczu czy napinaniem mięśni twarzy. W prezentowanym artykule zostały umówione sposoby wykorzystania Ślepej Separacji Sygnałów w badaniach elektroencefalograficznych nad Wzrokowymi Potencjałami Wywołanymi Stanu Ustalonego. Przedstawiono także wyniki skuteczności rozpoznania intencji badanego w zależności od liczby usuniętych składowych, rodzaju algorytmu Ślepej Separacji Sygnału i sposobu klasyfikacji sygnału.

EN

Electroencephalography allows recording the electrical activity of the brain. This method is used for diagnosis purposes as well as in brain–computer interfaces. Focusing on the brain–computer interface, it can be used to let the direct communication between the brain and a computing unit. This device is particularly useful for paralyzed patients or people suffering from a lock–in syndrome. Of the phenomena used in such systems, steady state visually evoked potentials (SSVEP) are probably the most common ones. If a subject is asked to focus on the flashing stimulus, a signal of the same frequency may be measured from the subject’s visual cortex. Proper preprocessing steps has to be taken in order to obtain maximally accurate stimuli recognition (as the specific frequency). One way to achieve this might be by applying the Blind Source Separation algorithms (BSS). BSS are designed to find and remove artifacts from the measured signal, e.g. noises associated with eye blinks or facial muscles contraction. In the present article an utilization of the BSS algorithms in the SSVEP–based EEG study was described. Additionally we report the accuracy of the stimuli categorization as depending on the number of removed components, kind of the blind source separation procedure and the type of the classification algorithm.

4

Classification of tactile event-related potential elicited by Braille display for brain-computer interface

Hori J., Okada N.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2017

|

Vol. 37, no. 1

135--142

EN

To construct brain–computer interface (BCI), an event-related potential (ERP) induced by a tactile stimulus is investigated in this paper. For ERP-based BCI, visual or auditory information is frequently used as the stimulus. In the present study, we focus on tactile sensations to reserve their visual and auditory senses for other activities. Several patterns of mechanical tactile stimulation were applied to the index fingers of both hands using two piezo actuators that were used as a braille display. Human experiments based on the oddball paradigm were carried out. Subjects were instructed to pay attention to unusual target stimuli while avoiding other frequent non-target stimuli. The extracted features were classified by applying stepwise linear discriminant analysis. As a result, an accuracy of 85% and 60% were obtained for 2- and 4-class classification, respectively. The accuracy was improved by increasing the number of electrodes even when short stimulus intervals were used.

5

A new approach for the classification of event related potentials for valid and paradox reasoning

Papaodysseus C., Zannos S., Giannopoulos F., Arabadjis D., Rousopoulos P., Stachtea X., Papageorgiou C.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2016

|

Vol. 36, no. 1

292--301

EN

In the present paper, a novel approach is introduced for comparing and classifying recorded ERP signals from subjects applying valid (Aristotle's) and paradox (Zeno's) syllogisms. In fact, the authors conceived and realized a corresponding experiment, as well as a new method for processing, fitting and classifying the corresponding captured ERP signals into groups according to their similarity. Subsequently, for each such group, an ideal curve that represents all signals of the group has been evaluated for valid and paradox reasoning separately. These ‘‘ideal representatives’’ manifest essential statistical differences per subject for a considerable number of electrodes (5 electrodes with 99% level of confidence, 14 electrodes with 95% level of confidence, 17 electrodes with 90% level of confidence). These results support the assumption that the obtained ideal representatives may indeed reflect essential differences in the underlying brain functions which generated the obtained ERPs. Equivalently, one may claim that the performed experiment and the associated results manifest statistically essential differences between the mental functions during valid and paradox reasoning.

6

Stanowisko laboratoryjne do pomiaru i analizy potencjałów wywołanych

Jukiewicz M., Cysewska-Sobusiak A.

Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering

|

2015

|

No. 82

261--266

PL

Elektryczna aktywność mózgu to między innymi potencjały wywołane, które są mierzalne na powierzchni głowy w wyniku zarejestrowania przez człowieka zewnętrznego bodźca (np. obrazu, dźwięku). Są one wykorzystywane zwykle w diagnostyce medycznej, ale trwają także intensywne prace nad wykorzystaniem ich w tak zwanych interfejsach mózg-komputer. W artykule opisano stanowisko laboratoryjne do pomiaru i analizy potencjałów wywołanych, utworzone na bazie oprogramowania MATLAB. Do akwizycji sygnału z powierzchni czaszki wykorzystano elektroencefalograf (EEG). Ponadto stanowisko jest wyposażone w fotostymulator, zbudowany z szesnastu diod LED i mikrokontrolera ATmega 328. Przygotowane oprogramowanie pozwala na: ustanowienie połączenia pomiędzy EEG, fotostymulatorem oraz komputerem, sterowanie bodźcami (w zależności od oczekiwanego potencjału wywołanego), filtrację zebranego sygnału i jego klasyfikację za pomocą algorytmów statystycznego uczenia maszynowego. Stanowisko wspomaga projektowanie prostych interfejsów-mózg komputer.

EN

One type of brain's electrical activity are evoked potentials. They appear on the scalp as a result of a registration of an external stimulus (e.g. an appearance or a change of a sound, a flashing light or an image). Generally they are used in medical diagnosis, but they are also used in brain computer-interfaces. In this article laboratory stand for acquisition and analysis of evoked potentials is described. One of the main part of this stand is a stimulator (consisting of sixteen LEDs and a microcontroller ATmega 328). The software created by the authors allows: connection between EEG device, stimulator and computer, stimulus control, signal filtering and its classification. The presented laboratory stand may support brain-computer interface design process.

7

Development of the objective method for detection and analysis of disorders in the olfactory event-related potentials

Kotas R., Ciota Z.

International Journal of Microelectronics and Computer Science

|

2015

|

Vol. 6, nr 1

6--9

EN

This paper presents an objective method for early diagnosis of disorders and diseases of olfactory system. To achieve this goal the author designed a fragrance dosing prototype, which is synchronized with the dedicated recorder of olfactory evoked potentials. Automatic synchronization of registration of olfactory event-related potentials with dosing of stimulus fragrances enables precise determination of latency occurring between stimulation and response of the central nervous system. Obtained results allow to prove that developed prototype enables the evaluation of the olfactory system disorders in the context of neurodegenerative disorders. However it is necessary to establish a standardization procedures, before a wide implementation in a clinical practice. That is why the developed method requires a broader research which is an issue of a much larger group of patients and significantly longer duration of the study.

8

Entry level EEG amplifier dedicated for P300 evoked potentials measurements

Bartnik J., Rak R.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

R. 86, nr 1

178-179

EN

Project of an entry level EEG amplifier dedicated for P300 evoked potentials measurements will be discussed. Amplifier main application is wireless communication between brain and a PC (BCI) which would allow locked-state people to communicate. The device should be mobile, energy efficient and inexpensive.

PL

W artykule przedstawiono projekt ekonomicznego wzmacniacza EEG z przeznaczeniem do pomiaru potencjałów wywołanych - P300. Głównym zastosowaniem wzmacniacza jest bezprzewodowa komunikacja mózg-komputer, która umożliwiłaby osobom całkowicie sparaliżowanym na porozumiewanie się. Urządzenie powinno być mobilne, energooszczędne i tanie.

9

Development of Visual Evoked Potentials Detection AIgorithm for objective perimetry

Drozd M., Nowakowski A.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2005

|

Vol. 25, no. 3

47-55

EN

Objective perimetry, based on the EEG signal analysis, represents a new trend in evaluation of the human visual system. At the moment, the work is concentrated on the effective algorithms of the EEG analysis for the weak transient VEP signal detection. A new algorithm for a rapid detection of visual cortical signals - the VEPDA - was developed. For evaluation of the algorithm, two approaches are considered. The first one, based on synthetic cortical potentials and artificial, spontaneous EEG, with all data generated in the developed model, and the second one, using the real EEG data taken from measurements and mixed with the synthetic VEP signal. The approach presented in this paper concerns application of VEPDA to the modelled VEP embedded in the real, ongoing EEG signal. The final step of the work is practical implementation of the method. The research results prove the validity of the algorithm applied to the modelled data. Here, the value of VEPDA usefulness in the analysis of the real EEG recording has been verified.

10

Komunikacja człowieka z komputerem za pomocą sygnału EEG

Byczuk M., Materka A.

Elektronika : prace naukowe

|

2003

|

nr 8

35-52

PL

Praca zawiera przegląd technik analizy sygnału EEG (elektro-encefalograficznego) stosowanych do komunikacji człowieka z komputerem i wybranych systemów wykorzystujących te techniki. Opisano w niej również autorski prototypowy system akwizycji sygnału EEG, przeznaczony do prowadzenia badań naukowych w zakresie rozwoju metod analizy tego sygnału do zastosowań w interfejsach BCI (brain-computer interface). Omówiono schemat blokowy skonstruowanego układu i obwody kompensacji zakłóceń. Przedstawiono wyniki pierwszych eksperymentów przeprowadzonych z użyciem układu prototypowego, potwierdzające jego przydatność do cyfrowej analizy sygnałów EEG, w środowisku typowego laboratorium elektronicznego, bez dodatkowego ekranowania.

EN

The aim of this work is to design a multi-channel mixed-signal system for EEG signal acquisition in brain-computer interfaces. The paper contains a review of EEG signal analysis methods that are used in human-computer communication syste ms. Selected syste ms of this type are described in more detail. A prototype, single-channel sub-system architecture is characterized featuring sufficiently high noise immunity and common-mode rejection to allow EEG signal acquisition. Optical isolation is used for safe circuit operation in a typical office environment. Each channel incorporates 3 integrated-circuit instrumentation amplifiers with a total gain of 80 dB. A single-chip controller is used to work out digital signals to drive 10-bit analog to digital converters. First experimental results are presented, measured using a battery-operated prototype. It is demonstrated that the circuit suppresses very effectively the 50 Hz interference in a typical research laboratory and allows clear detection of alpha-waves via Fourier spectrum analysis of acquired EEG signal, without any special case or shielding. It is expected that the system will be useful to provide a basis for research in the area of development of brain-computer interfaces to technical devices, e.g. as an aid for handicapped persons.