توضیحات
عنوان فارسی:تشخیص بهبود یافته تأخیر های کوتاه در برانگیختگی موتوری در نرم افزار رابط رایانه و مغز EEG حلقه بسته
عنوان انگلیسی مقاله ترجمه شده:
Enhanced Low-Latency Detection of Motor Intention From EEG for Closed-Loop Brain-Computer Interface Applications
تشخیص بهبود یافته تأخیر های کوتاه در برانگیختگی موتوری در نرم افزار رابط رایانه و مغز EEG حلقه بسته
چکیده:
در سال های اخير، تشخيص تحریک های موتوری خواسته از الکتروانسفالوگرام (EEG) برای راه اندازی دستگاه های خارجی در محيط رابط مغز و رایانه با حلقه بسته (BCI) مورد استفاده قرار گرفته است. پتانسیل های قشر مرتبط با حرکت (MRCP)، یک نوع از پتانسیل آهسته قشری، اخیرا برای تشخیص استفاده شده است. به منظور افزایش اثربخشی سیستم های BCI حلقه بسته با استفاده از MRCPs، یک روش چند منظوره به نام تعیین برانگیختگی محلی[1] ، به همراه یک طبقه بند تحلیلی خطی (LDA) (LPP-LDA) در این مقاله برای تشخیص MRCP از EEG پوست سر به صورت بلادرنگ پیشنهاد شده است. در یک آزمایش آنلاین در 9 فرد سالم، LPP-LDA به طور معنی داری از روش فیلتر کلاسیک همپوشانی با نرخ واقعی مثبت بزرگتر (٪11 ± 79 در مقابل ٪10 ± 68 ؛ 007/0 = p) و نرخ مثبت کاذب کمتر (8/0 ± 4/1 بر دقیقه در مقایسه با 1/1 ± 3/2 بر دقیقه؛ 016/0 = p) بهتر عمل میکند. علاوه بر این، سیستم پیشنهادی تشخیص را با تاخیر زمانی معین کوتاه (165 ± 315 میلی ثانیه در مقابل 123 ± 460 میلی ثانیه، 007/0 p =) نشان می دهد که یک ویژگی اساسی برای ایجاد تغییرات نوروپلاستی در BCI حلقه بسته است که از اصل Hebbian پیروی می کند. در نتیجه، سیستم پیشنهادی به عنوان یک سوئیچ مغزی عمومی، با دقت بالا، زمان تاخیر کم و اجرای آنلاین ساده عمل می کند. بنابراین می تواند به عنوان یک بخش اساسی در سیستم های BCI برای مدولاسیون عصبی و توانبخشی عملکرد موتوری استفاده شود.
واژه های کلیدی: رابط مغز-کامپیوتر ، الکتروانسفالوگرام (EEG)، تعیین برانگیختگی محلی ، برانگیختگی موتوری، پتانسیل های قشری مرتبط با حرکت (MRCP).
مقدمه:
یک رابط مغز و کامپیوتر (BCI) مبتنی بر سیگنال الکتروانسفالوگرافی (EEG) یک کانال ارتباطی جایگزین برای افراد سالم یا معلول از مغز خود را برای ارتباط با محیط خارجی، با دور زدن مسیرهای عصبی فیزیولوژیکی (به عنوان مثال اعصاب و عضلات محیطی) ایجاد می کند. در دهه های گذشته BCI به عنوان ابزار ارتباطی جایگزین برای بیماران فلج به طور موفقیت آمیز توسعه یافت [1]. اخیرا، BCI به عنوان یک ابزار جدید برای کنترل حلقه بسته برای بیماران دارای مشکل ، مانند آسیب سکته مغزی یا نخاعی، استفاده میشود [2]. این برنامه های حلقه بسته یا برای کمک های تحرک، مانند کنترل صندلی چرخدار [3]، و یا برای برنامه های کاربردی نورولوژیک مانند کنترل یک محرک الکتریکی (ES) استفاده می شوند]4[، ]5[. برای این اهداف، برانگیختگی موتوری کاربر، یا به صورت تصویری، اجرایی یا تلاشی باید از سیگنال های مغز با تاخیر بسیار کوتاه (چند صد میلی ثانیه) تشخیص داده شود تا کنترل نهایی بتواند به عنوان یک حلقه بسته درک شود. به ویژه برای کاربردهای توانبخشی، افرینهای ناشی از تحریک محیطی که بوسیله تشخیص BCI بوجود می آیند، باید در یک منطقه زمانی بسیار محدود بلافاصله به منطقه خاصی از غشا سطحی برسند تا اصل Hebbian برقرار شود و توانبخشی بتواند موثر باشد. [6].
دو روش غیرتهاجمی سیگنال سطحی مرتبط با موتورهای مغزی بوسیله BCI حلقه بسته در توانبخشی مغز و اعصاب مورد بررسی قرار گرفته است: ریتم های سنسوری موتوری (SMR) [7] و پتانسیل های قشر مرتبط با حرکت [MRCP] [8] . سیستم های مبتنی بر SMR می توانند دقت تشخیص قابل قبولی را به دست آورند، اما تاخیر (یعنی تاخیر بین برانگیختگی موتور و تشخیص مربوطه) در رنج چندین ثانیه بوده [9]، [10]، که به سختی میتواند برای اصل Hebbian موثر باشد [6]. این عامل میتواند یکی از دلایل اصلی این موضوع باشد که مطالعات مبتنی بر SMR که پروتکل مداخله طولانی ای را گزارش کرده اند (هفته ها و حتی ماه ها) قبل از هرگونه تغییرات فیزیولوژیکی و عملکردی در بیماران سکته مغزی ضروری بود [11]، [12]. از سوی دیگر، در یک سری مطالعات اخیر در مورد افراد سالم و بیماران سکته مغزی، مشخص شده است که قصد های حرکتی را می توان از طریق MRCP با تأخیر زمانی که به اندازه کافی کوتاه باشد شناسایی کرده و باعث تحریک پذیری سریع کورتکس با ایجاد تحریکات جانبی ES شد [13] – [15] . برای روشن کردن اصطلاحات، لازم به ذکر است که MRCP زمانی که در یک الگوی همزمان تولید شود، اشاره به تغییرات منفی تصادفی (CNV) [16] دارد و برای پتانسیل Bereitschafts (BP) یا پتانسیل آمادگی زمانی این امر زمانی که در یک الگوی غیر همزمان (خود گام) تولید شود ، اشاره خواهد داشت [17].
[1] Locality Preserving Projection
توجه:
- برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
- لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.
به منظور سفارش ترجمه تخصصی مقالات خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.
سفارش ترجمه مقاله
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.