B rain- C omputer- I nterface Reinhard Mayr FH Studiengang Medizintechnik

Brain-Computer-Interface

Reinhard Mayr

FH Studiengang Medizintechnik

Überblick

• Was ist ein BCI?• Welche Anwendungsmöglichkeiten gibt es

dafür?• Wie kann es implementiert werden?• Demonstration EEG-Ableitung und -

Auswertung

Aufbau eines BCI

Anwendungsmöglichkeiten

• Mobilität: Steuerung von – Rollstühlen– Prothesen, Orthesen– Muskelstimulatoren

• Kommunikation– Buchstabiersysteme

Signalgewinnung

Was wird gemessen?

• Ruhepotential ca. - 90 mV

• Aktionspotential: Zelle depolarisiert

ERS + ERD = ERSP

• ERS = Event Related Synchronization– Synchronisierte Nervernimpulse– → Amplituden summieren sich

• ERD = Event Related Desynchronization– Nervenimpulse sind nicht synchronisiert– → Amplituden löschen sich gegenseitig aus

• ERSP = Event Related Spectral Perturbations, d. h. ERS bzw. ERD treten auf

Aufnahmemodalität

• BIOPAC stationäres Aufnahmesystem

• Visualisierung über BIOPAC STUDENT LAB PRO

Elektrodenpositionierung

• Über motorisch aktiven Hirnregionen→Detektion einer Fingerbewegung

• Internationales 10-20 System

Datenaufbereitung und Auswertung

• EEGLABopen source toolbox für MATLAB

• Leistungs-spektrogramme

Datenaufbereitung und Auswertung

Leistungsspektrogramm

• X-Achse = Zeit

• Y-Achse = Frequenz

• Farbe = Leistung (logarithm. Verhältnis zum Normalwert)

Alpha-Desynchronisation bei

Lidschluss

Rot = Synchronisation

Blau Desynchronisat.

Einzelne Epoche

Gemittelte Epochen

Demonstration

Elektrodemounting

Impedancecheck

EEG-derivation

Raw dataprocessing

Spec-demo

Ausblick

Von der Bewegung zum Gedanken

Änderungenam Versuch

SortiertesMitteln

FesteSchranke

Artefakt-reduktion

32-64Kanäle

ExternerTrigger

Bewegung

KünstlicheIntelligenz

Von der Bewegung zum Gedanken

KünstlicheIntelligenz

AR-Modelle

NeuronaleNetze

LernendeSysteme

Gedanke

Vielen Dank für die Aufmerksamkeit

Diskussion