运动想象沉浸式脑机接口中功能连接性的评估
信号处理
2019-12-09 v1 神经元与认知
摘要
脑机接口(BCI)设计的新趋势旨在将该技术与沉浸式虚拟现实结合,以给用户提供真实感。在本研究中,我们提出一种实验性 BCI,利用运动想象(MI)控制沉浸式远程呈现系统。该系统的沉浸式在于用户能以第一人称视角(1PP)控制 NAO 人形机器人的运动,即仿佛机器人的运动是他/她自身的一样。我们利用图论性质(如度、介数中心性和效率)分析在 1PP 与 3PP 下控制 BCI 时的脑功能连接。针对 1PP 以及传统第三人称视角(3PP,用户可将机器人运动作为反馈观看)的情况获得了这些度量的变化。作为概念验证,在两名受试者执行 MI 控制机器人运动时记录了脑电图(EEG)信号。图论分析应用于通过偏定向相干(PDC)获得的二元有向网络。在我们的初步评估中发现,与 3PP 相比,1PP 条件下前额叶皮层的 alpha 脑节律效率更高。此外,在 1PP 条件下发现 EEG 通道 C3(初级运动皮层)测得信号对其他区域有更强影响。而且,我们的初步结果似乎表明在 1PP 条件下 alpha 与 beta 脑节律在前额叶皮层具有较高入度,这可能与主体感体验相关。因此,在沉浸式系统中控制远程呈现机器人时使用 PDC 结合图论有助于理解这些环境中脑网络的组织与行为。
引用
@article{arxiv.1912.02723,
title = {On the assesment of functional connectivity in an immersive brain-computer interface during motor imagery},
author = {Myriam Alanis-Espinosa and David Gutiérrez},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.02723},
year = {2019}
}
备注
Manuscript under review for Frontiers in Psychology, ID: 491168