728x90 반응형 SMALL Brain Engineering/BCI11 Event Related Potentials 특징 추출 (Feature Extraction) EEG 또는 기타 BCI 장치에서 기록된 원시 신경 데이터에는 뇌 활동 및 외부 간섭으로 인한 일부 소음에 대한 광범위한 정보가 포함된다. 최소한의 노이즈가 있어도 원시 형식의 데이터 복잡성은 해석하기 어려울 수 있다. 특징 추출은 원시 신경 데이터에서 의미 있는 정보를 식별하고 추출하는 프로세스이다. 이렇게 하면 데이터의 양과 노이즈가 줄어들어 패턴을 쉽게 식별하고 BCI의 정확도가 향상된다. 일부 기능 추출 방법은 감독되지 않는다. 그들은 학습할 기능으로 레이블이 지정된 예제 데이터를 사용하지 않는다. 그들은 유사성을 버리고 데이터의 차이점에 집중하여 가장 중요한 정보를 스스로 추출한다. 이러한 방법에는 PCA(주성분 분석), 웨이블릿 변환 등이 포함됩.. 2022. 4. 27. Neural Oscillations 신경 진동 (Neural Oscillations) 신경 진동은 중추 신경계에서 반복적이고 리드미컬하게 동기화된 주파수 패턴이다. 단일 뉴런에서도 발생할 수 있지만 큰 뉴런 클러스터가 활성화되는 동안 발생한다. 뇌파에서 얻은 원시 데이터는 시간의 함수로 형식화되지만 신경 진동은 주파수 측면에서 시각화되고 헤르츠 (Hz) 단위로 측정된다. 초당 한 사이클. 따라서 신경 클러스터는 발생하는 주파수 범위로 특성화할 수 있는 신경 진동을 생성한다. 알파파 (7.5-12.5Hz)는 일반적으로 주의 및 인식과 같은 인지 기능과 관련이 있다. 알파파는 학습 과정과도 연결되어 있으며 기분/명상 앱에서 가장 많이 분석되는 주파수이다. 베타파 (13-30Hz)는 일반적으로 집중/주의와 관련이 있다. 델타파 (1-4Hz)는 .. 2022. 4. 27. 전처리 (Preprocessing) 전처리 (Preprocessing) 일반적으로 전처리는 원시 데이터를 추가 분석에 더 적합하고 사용자가 해석할 수 있는 형식으로 변환하는 절차이다. EEG 데이터의 경우 전처리는 일반적으로 데이터에서 노이즈를 제거하여 실제 신경 신호에 더 가까워지는 것을 의미한다. EEG 데이터에 전처리가 필요한 몇 가지 이유가 있다. 우선, 두피에서 수집된 신호는 공간 정보가 손실되기 때문에 반드시 뇌에서 발생하는 신호의 정확한 표현은 아니다. 둘째, EEG 데이터는 약한 EEG 신호를 가릴 수 있는 많은 노이즈를 포함하는 경향이 있다. 깜박임이나 근육 움직임과 같은 인공물은 데이터를 오염시키고 그림을 왜곡할 수 있다. 마지막으로, EEG 기록 중에 발생하는 무작위 신경 활동에서 관련 신경 신호를 분리하고자 한다. E.. 2022. 4. 27. 뇌 컴퓨터 인터페이스 소개 (Components) (5) 전처리 (Preprocessing) 원시 EEG 데이터는 노이즈 및 아티팩트의 영향을 받기 때문에 종종 깨끗하지 않다. 노이즈 및 아티팩트의 네 가지 주요 소스는 다음과 같다. 뇌파 장비 피사체 및 녹음 시스템 외부의 전기적 간섭 리드 및 전극 주제 : 심장의 전기적 활동, 눈 깜박임, 안구 운동, 일반적인 근육 운동 눈 깜박임은 전두엽 및 후두부 기록에서 매우 명확하지만 ECG (심장 전기 활동에서)는 후두부 전극에서 나타납니다. 안구와 눈꺼풀의 움직임은 기존의 각막과 망막 사이에 약 100mV의 전위차 때문에 전위장의 변화를 일으킨다. 전처리 단계는 노이즈 및 아티팩트에서 데이터를 정리하는 데 도움된다. 전처리에는 다양한 방법과 단계가 있다. 예를 들어, 필터가 데이터에 적용되는 경우가 많다. 신호의.. 2022. 4. 27. 뇌 컴퓨터 인터페이스 소개 (Components) (4) 두뇌 활동 (Brain activity) 신경계는 중추 신경계와 말초 신경계의 두 가지 주요 부분으로 구성된다. 뇌는 중추신경계의 주요 기관으로 약 1,000억 개의 뉴런과 신경교 (glia)라고 하는 수조 개의 세포가 있다. 뇌는 대뇌 (또는 피질), 소뇌 (또는 작은 뇌) 및 뇌간이라는 세 가지 주요 부분으로 구성된다. 대뇌 피질(또는 대뇌)은 엽이라고 하는 4개의 주요 부분으로 나뉜다 (전두엽, 두정엽, 측두엽 및 후두엽). 뇌는 끊임없이 전기 신호를 생성한다. 그러나 머리의 두개골과 피부는 매우 우수한 전기 절연체이므로 개별 뉴런에서 기록하기 어렵다. 그러나 많은 수의 뉴런이 동시에 같은 일을 하게 되면 두피 표면에 전극을 대고 활동하는 것을 볼 수 있다. 신경 세포 : 자극에 반응하고 장거리 정.. 2022. 4. 25. 뇌 컴퓨터 인터페이스 소개 (EEG) (3) 뇌전도 (EEG) EEG는 두피 표면에서 뇌의 전기적 활동을 기록한다. 전극은 뇌에서 생성된 전류를 픽업하기 위해 두피에 배치된다. 발화할 때 뉴런은 시냅스에서 더 낮은 전압과 축삭에서 더 높은 전압으로 쌍극자를 형성한다. 억제 뉴런이라면 쌍극자가 뒤집혀 축삭에서 전압이 더 낮아지고 시냅스에서 전압이 더 높아진다. 뉴런 내부에서 이러한 전압 이동의 원인은 Na+ 채널이 수상돌기를 따라 열려서 양의 전자가 넘쳐 흐르게 하고, 이 양전하는 축삭 아래로 이동하여 더 많은 나트륨 채널을 열어 전하가 축삭을 따라 내려가게 하고, 시냅스에서 방전되어 함께 신경 전달 물질을 방출한다. 뉴런 그룹이 함께 발화하면 두피에서 측정할 수 있는 충분한 신호를 제공한다. EEG (직경의 1/4 크기)를 사용하여 뉴런 클러스터 .. 2022. 4. 25. 뇌 컴퓨터 인터페이스 소개 (2) MEG (magnetoencephalography) 자기뇌조영술은 매우 민감한 자력계를 사용하여 뇌에서 자연적으로 발생하는 전류에 의해 생성된 자기장을 기록하여 뇌 활동을 매핑하는 기능적 신경 영상 기술이다. MEG는 뇌의 전류에 의해 발생하는 자기장을 측정하며 EEG에 비해 더 나은 공간 분해능을 제공한다. 자기장은 두개골과 뇌내액의 공간적 흐릿함 효과로 인해 전기장보다 훨씬 적기 때문이다. MEG는 접선 소스에 최대한 민감하고 방사형 소스에 대해 낮은 감도를 가지고 있다. MEG는 고주파 활동 (ex: 60Hz 이상)을 감지하는 데 EEG보다 우수하다. 자기장은 두개골과 두피를 통과하는 반면 전기장은 이러한 조직을 통해 부피가 전도되어 고주파에서 신호 대 잡음비를 감소시키기 때문이다. PET (pos.. 2022. 4. 25. 뇌 컴퓨터 인터페이스 소개 (1) 뇌 컴퓨터 인터페이스 소개 (Intro to Brain Computer Interface) BCI (Brain-Computer Interface)는 뇌와 다양한 기계 간의 통신을 허용하는 시스템이다. 그들은 세 가지 주요 단계로 작동한다. 1. 뇌 신호 수집 2. 뇌 신호 해석 3. 뇌 신호에 따라 연결된 기계에 명령 출력 BCI는 뉴로피드백, 마비 환자의 운동 기능 회복, 갇힌 환자와의 의사 소통 허용, 감각 처리 개선 등 다양한 작업에 적용할 수 있다. BCI는 뇌 신호를 수집하는 데 사용되는 방법에 따라 세 가지 범주로 나눌 수 있다. 뇌 신호를 측정하는 다양한 기술이 있다. 그것들을 비침습, 반침습 및 침습으로 나눌 수 있다. 다음 이미지는 뇌의 여러 층과 신호가 어디에서 오는지를 보여준다. 비침.. 2022. 4. 25. 10-20 EEG Placement 10-20 EEG Placement • Nasion • Inion • Left PreͲauricular point • Right PreͲauricular point Nasion 전두골의 코 부분과 코뼈 를 연결하는 전두비 봉합사의 가장 앞쪽 지점이다. 코뼈를 연결하는 비내 봉합사와 전 두비 봉합사의 교차점에서 중간점을 표시한다. 콧대 바로 위에 있는 눈 사이 바로 위의 뚜렷하게 함몰된 영역으로 얼굴에서 볼 수 있다. 미간 바로 아래에 있는 두부계측 랜드마크이다. Inion (External occipital protuberance) 후두골의 편평한 부분의 중앙 부근에는 외부 후두 융기 (external occipital protuberance)가 있으며 그 중 가장 높은 부분을 이온 (inion)이라고 .. 2022. 4. 11. 10–20 System 10–20 system 10-20 시스템 또는 International 10-20 시스템은 EEG 검사, 수면다원검사 또는 자발적인 실험실 연구의 맥락에서 두피 전극의 위치를 설명하고 적용하는 국제적으로 인정된 방법이다. 이 방법은 과학적 방법을 사용하여 피험자의 연구 결과 (임상 또는 연구)를 수집, 재생산 및 효과적으로 분석 및 비교할 수 있도록 하는 표준화된 테스트 방법을 유지하기 위해 개발되었다. 이 시스템은 전극의 위치와 뇌의 기본 영역, 특히 대뇌 피질 사이의 관계를 기반으로 한다. 수면과 각성 주기 동안 뇌는 피부에 있는 전극으로 감지할 수 있는 객관적이고 구별 가능한 다양한 전기적 패턴을 생성한다. (이러한 패턴은 다양할 수 있으며 연령, 처방약, 신체 진단, 신경학적 손상 / 상해 /.. 2022. 4. 6. 이전 1 2 다음 728x90 반응형 LIST
