Preview

Вестник Московского университета. Серия 16. Биология

Расширенный поиск

ЗРИТЕЛЬНЫЕ СТИМУЛЫ ДЛЯ ИНТЕРФЕЙСА МОЗГ-КОМПЬЮТЕР НА ОСНОВЕ ЗРИТЕЛЬНЫХ ВЫЗВАННЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ: ЦВЕТ, ФОРМА, ПОДВИЖНОСТЬ

Полный текст:

Аннотация

Целью данного исследования была оценка влияния различных отличительных черт стимулов в интерфейсе мозг-компьютер на основе компонента П300 на показатели работы интерфейса и характеристики вызванных потенциалов. Было продемонстрировано, что использование наборов стимулов с большим количеством отличительных признаков позволяет добиться более высокой точности выбора команд. Этот показатель был значимо выше для наборов стимулов, в которых имелись различия по цвету, форме и значению символа. Наилучшие результаты были получены для набора, содержащего наибольшее количество различий между стимулами, а именно, набора из 9 разнообразно окрашенных букв. Этот результат во многом объясняется повышенной амплитудой пика П300 для наборов стимулов, содержащих более разнообразные стимулы. Закономерности, выявленные в ходе работы, могут использоваться для улучшения пользовательского опыта при работе с интерфейсами мозг-компьютер. Движение точки предъявления стимулов по экрану и характер такого движения (линейный или псевдослучайный) не оказывали влияния на показатели работы интерфейса. Этот результат является многообещающим для создания интерфейсов мозг-компьютер с совмещенными в одной позиции стимулами, находящимися на подвижных объектах, таких как мобильные роботы или среды дополненной реальности.

 

Об авторах

Р. К. Григорян
Московский государственный университет
Россия
асп. кафедры физиологии человека и животных биологического факультета


Е. Ю. Крысанова
Московский государственный университет
Россия
асп. кафедры физиологии человека и животных биологического факультета


Д. А. Кирьянов
Московский государственный университет
Россия
асп. кафедры физиологии человека и животных биологического факультета


А. Я. Каплан
Московский государственный университет; Нижегородский государственный университет имени Н.И. Лобачевского
Россия
докт. биол. наук, проф. кафедры физиологии человека и животных биологического факультета


Список литературы

1. Powers J.C., Bieliaieva K., Wu S., Nam C.S. The human factors and ergonomics of P300-based brain-computer interfaces // Brain Sci. 2015. Vol. 5. N 3. P. 318–356.

2. Farwell L.A., Donchin E. Talking off the top of your head: toward a mental prosthesis utilizing event-related brain potentials // Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1988. Vol. 70. N 6. P. 510–523.

3. Polich J. Updating P300: an integrative theory of P3a and P3b // Clin. Neurophysiol. 2007. Vol. 118. N 10. P. 2128–2148.

4. Jin J., Allison B.Z., Kaufmann T., Kübler A., Zhang Y., Wang X., Cichocki A. The changing face of P300 BCIs: a comparison of stimulus changes in a P300 BCI involving faces, emotion, and movement // PLoS One. 2012. Vol. 7. N 11. e49688.

5. Guger C., Daban S., Sellers E., Holzner C., Krausz G., Carabalona R., Gramatica F., Edlinger G. How many people are able to control a P300-based brain–computer interface (BCI)? // Neurosci Lett. 2009. Vol. 462. N 1. P. 94–98.

6. Kaplan A.Ya. Neurophysiological Foundations and Practical Realizations of the Brain-Machine Interfaces the Technology in Neurological Rehabilitation // Hum. Physiol. 2016. Vol. 42 N 1 P. 103–110.

7. Jin J., Allison B.Z., Wang X., Neuper C. A combined brain–computer interface based on P300 potentials and motion-onset visual evoked potentials // J. Neurosci. Methods. 2012. Vol. 205. N. 2. P. 265–276.

8. Guo F., Hong B., Gao X., Gao S. A brain–computer interface using motion-onset visual evoked potential // J. Neural Eng. 2008. Vol. 5. N 4. P. 477–485.

9. Acqualagna L., Treder M.S., Schreuder M., Blankertz B. A novel brain-computer interface based on the rapid serial visual presentation paradigm // Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), 2010 Annual International Conference of the IEEE. Buenos Aires: IEEE, 2010. P. 2686–2689.

10. Yeh Y.Y., Lee D.S., Ko Y.H. Color combination and exposure time on legibility and EEG response of icon presented on visual display terminal // Displays. 2013. Vol. 34. N 1. P. 33–38.

11. Salvaris M., Cinel C., Citi L., Poli R. Novel protocols for P300-based brain–computer interfaces // IEEE T. Neur. Sys. Reh. 2012. Vol. 20. N 1. P. 8–17.

12. Proverbio A.M., Burco F., del Zotto M., Zani A. Blue piglets? Electrophysiological evidence for the primacy of shape over color in object recognition // Cognitive Brain Res. 2004. Vol. 18. N 3. P. 288–300.

13. Ganin I.P., Shishkin S.L., Kaplan A.Y. A P300-based brain-computer interface with stimuli on moving objects: four-session single-trial and triple-trial tests with a game-like task design // PLoS One. 2013. Vol. 8. N 10. e77755.

14. Tang J., Zhou Z., Liu Y. A 3D visual stimuli based P300 brain-computer interface: for a robotic arm control // Proceedings of the 2017 International Conference on Artificial Intelligence, Automation and Control Technologies. Wuhan: ACM, 2017, P. 18.

15. Seabold S., Perktold J. Statsmodels: Econometric and statistical modeling with Python // Proceedings of the 9th Python in Science Conference. Austin: SciPy society, 2010. Vol. 57. P. 61.


Для цитирования:


Григорян Р.К., Крысанова Е.Ю., Кирьянов Д.А., Каплан А.Я. ЗРИТЕЛЬНЫЕ СТИМУЛЫ ДЛЯ ИНТЕРФЕЙСА МОЗГ-КОМПЬЮТЕР НА ОСНОВЕ ЗРИТЕЛЬНЫХ ВЫЗВАННЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ: ЦВЕТ, ФОРМА, ПОДВИЖНОСТЬ. Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. 2018;73(2):111-117.

For citation:


Grigoryan R.K., Krysanova E.U., Kirjanov D.A., Kaplan A.Y. VISUAL STIMULI FOR P300-BASED BRAIN-COMPUTER INTERFACES: COLOR, SHAPE, MOBILITY. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya. 2018;73(2):111-117. (In Russ.)

Просмотров: 83


ISSN 0137-0952 (Print)