РАСПОЗНАВАНИЕ КОГНИТИВНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ НА ЦЕЛЕВЫЕ СТИМУЛЫ В ИНТЕРФЕЙСЕ «МОЗГ-КОМПЬЮТЕР» НА ОСНОВЕ АНСАМБЛЯ КЛАССИФИКАТОРОВ


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. К настоящему времени выполнено большое число исследований в области детектирования фокусов зрительного внимания человека посредством интерфейсов «мозг-компьютер» (ИМК) на основе волны Р300. Однако эти технологии все еще остаются медленными, поскольку для приемлемой точности детектирования волны Р300 требуют многократного предъявления целевых и нецелевых стимулов. В настоящей работе проверялась гипотеза о том, что ансамбль классификаторов, предварительно обученных каждый на своей выборке паттернов ЭЭГ, может детектировать реакции ЭЭГ на целевые стимулы быстрее, чем одинарный классификатор. Методы. 22 испытуемым добровольцам на экране монитора предъявлялись зрительные стимулы в виде кратковременно подсвечиваемых по отдельности 8 треугольников, расположенных по кругу (7,7 угл. град) вершинами к центру. Для детектирования реакций ЭЭГ использовались одиночные классификаторы и ансамбли классификаторов, построенных на основе алгоритма линейного дискриминанта Фишера. Результаты. Было показано, что для детектирования целевых реакций ЭЭГ применение ансамбля классификаторов обеспечивает в два раза большее быстродействие Р300 ИМК, чем посредством одинарных классификаторов. Обсуждение. Повышенное быстродействие Р300 ИМК на основе ансамблей классификаторов позволит создать практичные коммуникационные технологии для людей с тяжелыми нарушениями речи и движений.

Об авторах

Д А Кирьянов

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Email: daniel.kirjanov@gmail.com
аспирант биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова.

А Я Каплан

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Email: akaplan@mail.ru
доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией нейрофизиологии и нейроинтерфейсов биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова.

Список литературы

  1. Basyul I.A., Kaplan A.Y. Changes in the N200 and P300 Components of Event-Related Potentials on Variations in the Conditions of Attention in a Brain-Computer Interface System. Neuroscience and Behavioral Physiology. 2015. 45(9): 10381042
  2. Fazel-Rezai R., Allison B.Z., Guger Ch., et al. P300 brain computer interface: current challenges and emerging trends Front Neuroeng. 2012; V.5: P.1-14
  3. Kaplan AY, Shishkin SL, Ganin IP et al. Adapting the P300-based brain-computer interface for gaming: a review. IEEE Transactions on Computational Intelligence and AI in Games (Special Issue on Brain/Neuronal-Computer Games Interfaces and Interaction). 2013. 5(2): 141-149
  4. Ганин И.П., Каплан А.Я. Интерфейс «мозг-компьютер» на основе волны P300: предъявление комплексных стимулов "подсветка + движение". Журнал высшей нервной деятельности им. И. П. Павлова. 2014. 64(1): 32-40
  5. Каплан А.Я. Нейрофизиологические основания и практические реализации технологии мозг-машинных интерфейсов в нейрологической реабилитации. Физиология человека. 2016. 42 (1): 118-127
  6. Мокиенко О.А., Черникова Л.А., Фролов А.А., Бобров П.Д. Воображение движения и его практическое применение. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2013. 63(2): 195
  7. Ganin IP, Shishkin SL, Kaplan AY. 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. 8(10): e77755
  8. Rahman A, Tasnim S. Ensemble Classifiers and Their Applications: A Review International Journal of Computer Trends and Technology (IJCTT). 2014. 10(1), P.31-35
  9. Rokach L. Ensemble Methods in Supervised Learning Data Chapter 50 in: Mining and Knowledge Discovery Handbook Oded Maimon • Lior Rokach Editors Second Edition Springer New York Dordrecht Heidelberg London. 2010.P.959-980

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Кирьянов Д.А., Каплан А.Я., 2016

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».