Динамика непроизвольного формирования корреляционных паттернов ЭЭГ по механизму биологической обратной связи

Автор: Туровский Ярослав Александрович, Борзунов Сергей Викторович, Данилова Анна Вячеславовна, Глаголева Екатерина Павловна

Журнал: Ульяновский медико-биологический журнал @medbio-ulsu

Рубрика: Физиология

Статья в выпуске: 2, 2020 года.

Бесплатный доступ

Цель работы - оценка динамики формирования корреляции электроэнцефалограммы (ЭЭГ) в условиях непроизвольного управления по механизму биологической обратной связи. Материалы и методы. В исследовании приняли участие 33 чел. (26 мужчин и 7женщин) в возрасте от 19 до 27лет. Тестировалась парадигма непроизвольного управления, при которой пользователю не требовалось произвольно менять своё состояние для достижения нужного цветового решения на экране. Режим изменения цветовой гаммы определялся по каналам RGB, где каждый из цветов задавался исходя из корреляционных коэффициентов сигналов ЭЭГ с заданной пары электродов. Проведен анализ корреляционных паттернов ЭЭГ, реализованных в системе биологической обратной связи через изменение цветов на экране монитора. Предварительно пользователь выбирал три наиболее «приятных» и три наименее «приятных» цвета. Влияние обратной связи было разнонаправленным. Там, где от первого к четвёртому квантилю расстояние увеличивалось для экспериментов с обратной связью, значения были меньше, чем в контроле. Там, где расстояние уменьшалось, значения для контроля были меньше значений, полученных в эксперименте. Результаты. Выявлено уменьшение среднеквадратичного расстояния в пространстве RGB к концу эксперимента. Различия также были установлены между двумя исследуемыми группами в экспериментах с наличием обратной связи. Показано, что испытуемые сохраняют тренд динамики в ходе эксперимента: если при наличии обратной связи расстояние до предпочитаемых цветов уменьшалось, то оно уменьшалось и в контрольном эксперименте. Группа, демонстрировавшая приближение к цели (предпочитаемому цвету), имела изначально большее расстояние до неё, но меньшие значения среднеквадратичного отклонения.

Еще

Интерфейсы "мозг - компьютер", непроизвольное управление

Короткий адрес: https://sciup.org/14117572

IDR: 14117572   |   DOI: 10.34014/2227-1848-2020-2-90-99

Список литературы Динамика непроизвольного формирования корреляционных паттернов ЭЭГ по механизму биологической обратной связи

  • Lebedev M.A., Nicolelis M.A.L. Brain-machine interfaces: from basic science to neuroprostheses and neurorehabilitation. Physiological Reviews. 2017; 97 (2): 767-837.
  • Wolpaw J.R., Birbaumer N., McFarland D.J., Pfurtscheller G., Vaugan T.M. Brain-computer interface for communication and control. Clinical Neurophysiology. 2002; 113: 767-791.
  • Фролов А.А., Федотова И.Р., Гусек Д., Бобров П.Д. Ритмическая активность мозга и интерфейс мозг-компьютер, основанный на воображении движений. Успехи физиологических наук. 2017; 48 (3): 72-91.
  • Кондраков Э.А. Психофизиология сознания и бессознательного. СПб.: Питер; 2004. 167.
  • Туровский Я.А., Мишин В.В., Битюцкая Л.А., Киселева Е.В., Яковлев В.Н., Проскурин И.Н. Вейвлетный анализ временных рядов вариабельности сердечного ритма. Известия высших учебных заведений. Прикладная нелинейная динамика. 2002; 2 (6): 16-23.
  • Minsky M. The Emotion Machine: Commonsense Thinking, Artificial Intelligence, and the Future of the Human Mind. Simon and Schuster; 2007. 400.
  • Yan J., Chen S., Deng S. An EEG-based emotion recognition model with rhythm and time characteristics. Brain Informatics. 2019; 6 (1): 7.
  • Yue K., Wang D. EEG-based 3D visual fatigue evaluation using CNN. Electronics. 2019; 8 (11): 1208.
  • Kaplan A. Ya., Lim J.J., Jin K.S., Park B. W., Byeon J.G., Tarasova S. U. Unconscious operant conditioning in the paradigm of brain-computer interface based on color perception. Intern. J. Neuroscience. 2005; 115: 781-802.
  • Кропотов Ю.Д., Пономарев В.А., Ферри Р. Реорганизация пространственной корреляции ЭЭГ, вызванная зрительной стимуляцией. Физиология человека. 1999; 25 (3): 25-33.
  • Трифонов М.И., Панасевич Е.А. Методические аспекты кросскорреляционного анализа ЭЭГ. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2018; 104 (7): 856-871.
  • HTML Color Picker. URL: https://www.w3schools.com/colors/colors_picker.asp (дата обращения: 26.11.2019).
  • Протасов В.Ю. Максимумы и минимумы в геометрии. М.: МЦНМО; 2005. 56.
Еще
Статья научная