Проект игровой среды на основе технологии интерфейса мозг-компьютер

Проект 2016 - 2018

Представление движений – способ мысленной двигательной репетиции, приводящий к улучшению двигательных навыков. Одной из основных проблем при обучении представлению движений является сложность выработки устойчивого двигательного образа человеком. Технологии интерфейсов мозг-компьютер (ИМК) позволяют в реальном времени оценивать интенсивность и качество двигательного образа с помощью визуальной среды на мониторе компьютера. Работа технологии основана на регистрации электрической активности мозга и расшифровки в ней изменений, связанных с представлением движений, а именно десинхронизации, или снижения амплитуды сенсо-моторного ритма ЭЭГ. Таким образом, степень выраженности реакции десинхронизации сенсомоторного ритма может свидетельствовать об устойчивости двигательного образа при представлении движений.

Скорость обучения представлению движений зависит от индивидуальных особенностей человека. Для многих испытуемых (в особенности – пациентов) с изначально низкой способностью к выполнению моторного представления требуется значительно большее время для должного освоения навыка. Ментальный тренинг в практике большинство людей расценивают как “неинтересный” или “скучный”, что обуславливает их незаинтересованность в выполнении предложенных заданий. Более детальная проработка исполнения обратной связи и интеграция ее в игровую среду потенциально способствовала бы изначально повышенному уровню мотивации и заинтересованности пользователя в продолжительных тренировках, приводящих к положительному результату.

Задачи проекта
  • работа с научной литературой
  • освоение методов работы с биоэлектрическими сигналами человека (ЭЭГ – регистрация, обработка и интерпретация)
  • экспериментальная работа исследование ЭЭГ - характеристик при представлении разных типов движения
  • рефлексия и разработка концепции основных игровых режимов на основании литературных и полученных экспериментальных данных
Результаты проекта

На основании литературных данных была разработана и проведена экспериментальная работа по исследованию свойств ЭЭГ при представлении движений, в частности:

  1. Произведена оценка пространственного распределения активности коры головного мозга при представлении движений различных типов (рис. ниже).
  2. Произведена оценка выраженности реакции десинхронизации сенсо-моторного ритма ЭЭГ при представлении движений различных типов для дальнейшего компьютерного распознавания (классификация).
  3. На основании полученных данных были придуманы возможные варианты игровых режимов для тренировок с помощью представления движений.

На рис. - Пространственное распределение активации сомато-сенсорной коры при представлении движений пальцами (слева), сгибания левой (в центре) и правой (справа) руки в локтевом суставе.

Презентация проекта
Руководители проекта
Участники проекта
  • Полутина Карина Викторовна
    Естественнонаучный профиль
    Эссе
Партнеры