Имени М. В. Ломоносова Биологический факультет



страница4/8
Дата27.10.2016
Размер0.52 Mb.
Просмотров387
Скачиваний0
ТипКурсовая
1   2   3   4   5   6   7   8

N1 компонент ERP


Потенциалы, возникающие при работе с P300 ИМК (в частности, speller) очень схожи с получаемыми в стандартной oddball парадигме после 250 мс, но в их ранних компонентах имеются значительные различия. Потенциалы, вызываемые целевыми стимулами в P300 ИМК содержат раннее (во временном окне 125-250) отрицательное отклонение, наиболее выраженное в затылочных и затылочно-теменных отведениях (P7, P8, PO7, PO8, O1, O2), в ряде работ называемое N1 (также этот компонент называют N200 или N2 – по характерному для него латентному времени) (Shishkin, 2009, Krusienski, 2008, Bianchi, 2010, Kaufmann, 2011). Отчасти по этой причине можно достичь довольно высокой точности классификации в P300 ИМК при более высокой скорости стимуляции, чем в станадартной oddball парадигме. Компонент N1 нечувствителен к физическим характеристикам (интенсивности) стимуляции, но зависит от фиксации взгляда на объекте.

P300 ИМК можно рассматривать как «позиционный ИМК», то есть интерфейс, в котором именно расположение объектов в пространстве играет ведущую роль, а свойства самого объекта в данной точке пространства (ячейке матрицы) не важны для его распознавания. Руководствуясь этим, компонент N1 связывают с пространственным вниманием.

Достоверное представление пространства необходимо для восприятия окружающего мира и для эффективного совершения действий. Существует как минимум два типа визуального восприятия объектов в пространстве: восприятие абсолютного положения (фиксированные координаты) или положения относительно других объектов в поле зрения. Wascher и соавторы поставили цель определить, какой именно тип кодирования объектов положения в пространстве отражает N1.

В первом эксперименте на экране были два квадрата, в которых появлялись стимулы между которыми располагался крест для фиксации взгляда (0.21°×0.21°), размер квадратов 0.51°×0.51°, расстояние между ними 1.11°. Испытуемому предъявляли два типа стимулов: целевые и дополнительные, дополнительные представляли собой белый квадрат 0.41°×0.41°, появляющийся в центре одного из квадратов на 50 мс, при целевых стимулах оба квадрата увеличивались и окрашивались голубым цветом в течение 50 мс. Дополнительные стимулы предъявляли со сдвигами по времени: за 160 мс или 80 мс до предъявления целевого, одновременно с целевым или через 80 мс после его предъявления.

Во втором эксперименте внесли некоторые изменения: целевым стимулом являлся голубой крест, появлявшийся на месте креста для фиксации взгляда, это было сделано для того, чтобы проконтролировать влияние перекрывания дополнительных и целевых стимулов на сетчатке. Кроме того, ввели новые временные сдвиги: 200, 160, 120, 80, и 40 мс до предъявления целевого, 40 и 80 мс после него или оба стимула предъявляли одновременно.

В этих экспериментах дополнительный стимул вызывал асимметричный N1, локализованный контралатерально относительно абсолютного положения стимула, через 180 мс после N1 следовало еще одно негативное отклонение, локализованное в противоположном полушарии.

При одновременном предъявлении стимулов N1 возникал билатерально, в первом эксперименте амплитуда N1 была несколько выше ипсилатерально дополнительному стимулу. Дополнительный стимул, предъявленный после целевого, не вызывал появления N1.

На основании этих данных авторы статьи делают вывод о том, что позиция целевого стимула кодируется относительно латерально расположенного дополнительного стимула, а не относительно точки фиксации взгляда. В этом случае асимметрию N1 нельзя объяснить исходя из пространственной организации проекций зрительной системы. Асимметрия N1 отражает не чисто сенсорное восприятие стимула в пространстве, а его "встраивание" в пространственно-временную модель окружающего мира (Wascher et al., 2009).

В работе (Hong, 2009) был выявлен сходный по латентному времени и локализации компонент, который авторы назвали N200 и связали с началом движения. В этом интерфейсе использовали стимул в виде вертикальной черты, появляющейся слева под обозначением одной из команд и движущейся к правому краю пустого прямоугольника со скоростью 3.10°/с. Обозначение команды и прямоугольник, где появлялась полоса вместе составляли виртуальную клавишу, вся виртуальная клавиатура была размером 15°×15° и располагалась на белом фоне. От появления до исчезновения полосы проходило 140 мс, между предъявлениями различных стимулов проходило 200 мс. В качестве контрольного условия использовался стандартный интерфейс на основе P300. Эти эксперименты показали примерно одинаковую точность работы эти двух парадигм, но некоторые характеристики N200 speller могут быть предпочтительны: N200 имеет стабильную латентность и меньше подвержен привыканию.

В работе 2010 года “Does the “P300” Speller Depend on Eye Gaze?” Brunner и соавторы затронули две важные проблемы в разработке P300 ИМК:



  1. смоделировали нарушение фиксации взгляда и изучили зависимость точности работы P300 ИМК при наличии и при отсутствии фиксации взгляда на целевом стимуле;

  2. оценили вклад различных компонентов ERP в классификацию при работе с P300 ИМК.

Испытуемым предъявляли матрицу с буквами и цифрами размера 6×6 (7.1°×7.1°), расположенную по центру экрана. Направление взгляда определяли с частотой 60 раз в секунду. В каждом эксперименте было два условия. Первое условие предполагало фиксацию взгляда на целевом стимуле, при втором условии испытуемый должен был фиксировать взгляд на кресте, совпадающем по цвету и яркости с основной матрицей и расположенным в центре экрана, при этом обращая внимание на целевой стимул. Если испытуемый отводил взгляд от креста более, чем на 2.8° дольше, чем на 300 мс, крест поворачивался на 45°.

Все испытуемые достигли более высоких результатов при фиксаии взгляда на букве, чем при фиксации на кресте в центре экрана. Точность классификации после 15-и предъявлений для первого условия варьировала от 80 до 100%, при втором - от 2.8% до 90%, при этом точность была обратно пропорциональна расстоянию между целевым стимулом и крестом для фиксации взгляда. Авторы оценили прирост точности классификации, если вместо восьми электродов (Krusienski et al., 2008) использовать стандартные 64 отведения по системе 10-20. При фиксации взгляда на стимулах, увеличение точности было небольшим (4.4%), в то время как для второго условия большее число электродов повышало точность на 18.7%.

При фиксации взгляда на букве потенциалы содержали ранние компоненты с латентным временем около 180 мс в затылочных отведениях (N1), которых не было при фиксации взгляда в центре экрана, и которые вносили вклад в точность работы классификатора. P3 при фиксации взгляда в центре экрана имел большее латентное время и меньшую амплитуду, что согласуется с представлениями о том, что задания, требующие большей концентрации внимания вызывают более поздние и меньший по амплитуде P3 (Polich, 1987). Более поздние компоненты (400-600 мс) имели при этом условии большую амплитуду, это может объяснять меньшее падение точности классификации, чем можно было бы ожидать на основании невыраженности ранних компонентов.

При фиксации взгляда в центре экрана 32 из 36 целевых стимула оказывались в "неудачном" положении, так как они были дальше от точки фиксации взгляда, чем нецелевые, окружающие крест. Этого можно избежать, организуя стимулы не в виде матрицы, а по кругу.

Авторы отмечают, что в эксперименте они не контролировали очень краткие или малые по амплитуде движения глаз, которые тем не менее могут быть нарушены у пациентов с латеральным амиотрофическим склерозом, поэтому применимость этих результатов, полученных на здоровых людях, к пациентам с нарушениями движений глаз, требует дальнейших исследований (Brunner et al., 2010).



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8


База данных защищена авторским правом ©nethash.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал