ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

Изучение эффектов вариативности потенциалов мозга человека в интерфейсе мозг–компьютер на волне P300

Информация об авторах

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Москва, Россия

Для корреспонденции: Илья Петрович Ганин
Ленинские горы, д. 1, стр. 12, к. 246, Москва, 119234, Россия; ur.liam@ninagpi

Информация о статье

Финансирование: исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 21-75-00021, https://rscf.ru/project/21-75-00021/

Вклад авторов: И. П. Ганин — проведение исследования, анализ и интерпретация данных, анализ литературы, подготовка текста рукописи; А. Я. Каплан — интерпретация данных.

Соблюдение этических стандартов: исследование одобрено этическим комитетом МГУ имени М. В. Ломоносова (протокол № 2 от 11 октября 2010 г.); проведено с использованием ЭЭГ-данных (http://brain.bio.msu.ru/eeg_mov_matrix_BCI.htm), полученных авторами и опубликованных ранее (https://doi.org/10.1016/j.neulet.2011.03.089).

Статья получена: 04.05.2022 Статья принята к печати: 29.05.2022 Опубликовано online: 21.06.2022
|

Технология интерфейс мозг–компьютер на волне P300 (ИМК-P300) позволяет пользователю выбирать команды при фокусировании на них внимания. Это возможно за счет регистрации в ЭЭГ потенциалов, связанных с событиями (ПСС), возникающих в ответ на многократно повторяемые внешние стимулы. Традиционно при выделении и анализе ПСС полагают, что реакции на отдельные стимулы идентичны, хотя в нейрофизиологии известен феномен вариативности во времени возникновения таких реакций. Поэтому есть предпосылки считать, что непринятие во внимание вариативности ПСС в ряде случаев может снижать наблюдаемые в эксперименте эффекты, а также точность работы ИМК. Целью работы было изучить эффекты вариативности ЭЭГ-реакций внимания пользователя к стимульным командам в ИМК-P300 и выявить возможности учета этих эффектов при классификации команд в интерфейсе. Здоровым испытуемым 21–22 лет (n = 12) необходимо было реагировать на целевые стимулы в модифицированной нами стимульной матрице ИМК-P300, которая могла двигаться с различными параметрами в пределах рабочего поля. В исследовании показано, что эффект вариативности ПСС присутствует в технологии ИМК-P300, а использованный метод коррекции латентности пиков в единичных реакциях привел к увеличению амплитуды компонентов ПСС в 1,5–2 раза, а также повышению точности классификации с 71–78% до 92–95% (p < 0,0005). Вариативность и повышение классификации после коррекции латентности были выше в более требовательном по ресурсам внимания режиме с наибольшей скоростью движения стимульной матрицы. В целом результаты показывают важность учета вариативности компонентов ПСС в ИМК-P300 для создания более эффективных систем нейроуправления.

Ключевые слова: электроэнцефалограмма, интерфейс мозг-компьютер, потенциалы, связанные с событиями, компонент P300, компонент N1, вариативность ПСС

КОММЕНТАРИИ (0)