ส่วนต่อประสานระหว่างสมองกับคอมพิวเตอร์ (BCIs) ใช้กิจกรรมการเรียนรู้เพื่อควบคุมอุปกรณ์ภายนอก ทำให้บุคคลที่มีความบกพร่องทางการเคลื่อนไหวระดับรุนแรงสามารถสื่อสารได้ วิธีการหนึ่งของ BCI ใช้สเปกโทรสโกปีใกล้อินฟราเรด (NIRS) เพื่อตรวจหาระดับออกซิเจนในเปลือกสมองหรือที่เรียกว่าสัญญาณโลหิตวิทยาซึ่งบ่งบอกถึงกิจกรรมของเซลล์ประสาท อย่างไรก็ตาม
ความละเอียดชั่วคราวของสัญญาณนี้ใช้เวลา
ไม่กี่วินาที ซึ่งจำกัดอัตราการถ่ายโอนข้อมูลใน NIRS-BCIsความเป็นไปได้อีกประการหนึ่งคือการใช้ NIRS เพื่อวัดสัญญาณแสงที่รวดเร็ว (FOS) ที่เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงของการกระเจิงของแสงผ่านเนื้อเยื่อในสมองระหว่างการกระตุ้นเส้นประสาท เนื่องจากการตอบสนอง FOS เกี่ยวข้องโดยตรงกับการกระตุ้นเส้นประสาท (แทนที่จะเป็นการตอบสนองของโลหิตวิทยาช้าที่ตามมา) เวลาแฝงจะอยู่ที่ประมาณ 100 มิลลิวินาที แต่ถึงแม้จะมีความละเอียดชั่วขณะที่สูงขึ้น แต่ FOS ก็มีอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน (SNR) ต่ำ และความน่าเชื่อถือก็ยังถูกโต้แย้ง ทีมจากสถาบันวิจัย Bloorviewได้ตรวจสอบการใช้ FOS เพื่อควบคุม NIRS-BCI
Tom Chauผู้เขียนอาวุโสกล่าวว่า “เนื่องจากเชื่อกันว่าสัญญาณ FOS เกี่ยวข้องกับการยิงของเซลล์ประสาท จึงมีความเป็นไปได้ที่จะกระตุ้นการตอบสนองที่คล้ายคลึงกับสัญญาณที่วัดด้วยคลื่นไฟฟ้าสมอง (EEG) ที่วัดได้ด้วยการวัดด้วยแสง “ในทางทฤษฎี สิ่งนี้สามารถเร่งเวลาตอบสนองของ BCI เชิงแสงได้ อย่างไรก็ตาม ข้อจำกัดที่สำคัญคือความจำเป็นในการทดลองใช้ค่าเฉลี่ย ซึ่งจะทำให้เวลาในการตอบสนองที่มีประสิทธิภาพช้าลง”
ส่องไอน์สไตน์ผู้เข้าร่วมการศึกษาสิบห้าคนเข้าร่วมในเซสชั่นการรวบรวมข้อมูลออฟไลน์สามครั้ง ในระหว่างนั้นพวกเขาทำงานแบบแปลก ๆ ที่มองเห็นได้ แต่ละเซสชันประกอบด้วยบล็อกงาน 10 บล็อกสามชุด โดยมีการทดลองใช้ 100 รายการต่อบล็อก ในการทดลองแต่ละครั้ง รูปภาพถูกนำเสนอบนหน้าจอเป็นเวลา 512 มิลลิวินาที โดยมีรูปภาพแปลก ๆ (ภาพถ่ายของไอน์สไตน์)
สลับไปมาแบบสุ่มระหว่างภาพตัวอักษร
ที่ใช้บ่อย (A, B, C, D); 20% ของรูปภาพเป็นลูกคี่ ผู้เข้าร่วมการศึกษาสิบสี่คนยังได้เข้าร่วมเซสชันออนไลน์สองเซสชันซึ่งประกอบด้วยการวิ่งออฟไลน์หนึ่งครั้ง และการวิ่งออนไลน์อีกสองครั้งในระหว่างที่พวกเขาได้รับคำติชมการจัดหมวดหมู่การกำหนดค่าช่อง NIRS และ EEG วงกลมสีขาว: จับคู่แหล่ง NIR 690 และ 830 nm; วงกลมสีดำ: เครื่องตรวจจับ; กากบาทสีแดง: ช่องวัด; เพชรสีเทา: อิเล็กโทรด EEG; เพชรสีแดง: ตำแหน่งอิเล็กโทรดกราวด์
Chau และเพื่อนร่วมงานบันทึกการวัด NIRS เหนือเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าโดยใช้แหล่งกำเนิดเลเซอร์ไดโอดและเครื่องตรวจจับที่วางไว้ในแถบคาดศีรษะแบบกำหนดเองบนหน้าผากของผู้เข้าร่วม พวกเขาใช้แหล่งกำเนิด 690 นาโนเมตรและ 830 นาโนเมตรที่จับคู่กันห้าตัวและเครื่องตรวจจับสี่ตัวทำให้สามารถวัดได้ 11 ช่องสัญญาณสำหรับแต่ละความยาวคลื่น เพื่อตรวจสอบการตอบสนองของ FOS พวกเขาทำการวัด EEG พร้อมกันของศักยภาพที่เกี่ยวข้องกับเหตุการณ์ในสองเซสชัน โดยใช้อิเล็กโทรดบนแถบคาดศีรษะ NIRS
“เนื่องจากมีการถกเถียงกันว่าการวัดด้วยแสงสามารถตรวจจับการตอบสนองที่เกิดขึ้นได้หรือไม่ เราใช้ EEG เพื่อยืนยันว่าแท้จริงแล้วเรากำลังกระตุ้นการตอบสนองที่เกิดขึ้น” Chau อธิบาย “นอกจากนี้ สัญญาณ EEG ยังให้ข้อมูลอ้างอิงซึ่งเราสามารถเปรียบเทียบข้อมูล FOS ได้”
อัลกอริธึมอัตโนมัติ
จากนั้น ทีมงานได้ตรวจสอบความเป็นไปได้ในการจัดประเภทการตอบสนอง FOS โดยอัตโนมัติในเซสชันออนไลน์ โดยใช้อัลกอริธึมการจัดหมวดหมู่ที่ได้รับการฝึกอบรมเกี่ยวกับข้อมูลจากเซสชันออฟไลน์สี่เซสชัน พวกเขาใช้คุณสมบัติชั่วคราวและสเปกตรัมที่ดึงมาจากข้อมูลความเข้มของกระแสตรงและการหน่วงเฟส ที่ 690 และ 830 นาโนเมตร เพื่อจำแนกการตอบสนองของ FOS โดยใช้คะแนนเสียงข้างมากของเวกเตอร์เครื่องสนับสนุนและตัวแยกประเภทการวิเคราะห์จำแนกเชิงเส้น
การตรวจสอบการตอบสนองโดยเฉลี่ยจากการทดลอง 15 แบบออฟไลน์ นักวิจัยพบว่าการตอบสนองของ FOS สามารถแยกความแตกต่างของภาพที่แปลกและภาพที่บ่อยด้วยความไวเฉลี่ย ความจำเพาะ และความแม่นยำที่สมดุล (ค่าเฉลี่ยของความไวและความจำเพาะ) ที่ 63%, 60% และ 62% ตามลำดับ พวกเขาทราบว่าผลการจัดประเภท FOS ออฟไลน์เหล่านี้เหนือโอกาสสำหรับผู้เข้าร่วมแต่ละรายอย่างมีนัยสำคัญ เป็นการยืนยันว่าการตรวจจับอัตโนมัติของ FOS นั้นเป็นไปได้ในระดับที่สูงกว่าโอกาส
ผลลัพธ์ของตัวแยกประเภทแต่ละรายการสูงกว่าชุดคุณสมบัติความเข้ม DC อย่างมีนัยสำคัญมากกว่าชุดคุณสมบัติการหน่วงเฟสสำหรับผู้เข้าร่วม 9 และ 10 คน ที่ 690 และ 830 นาโนเมตรตามลำดับ ลักษณนามของชุดคุณสมบัติ 830 นาโนเมตรยังมีผลลัพธ์ที่ดีกว่าชุด 690 นาโนเมตรอย่างมีนัยสำคัญสำหรับผู้เข้าร่วมครึ่งหนึ่ง ผู้เขียนเสนอว่าความไว FOS สูงกว่าที่ 830 นาโนเมตร เนื่องจากการดูดซึมที่เพิ่มขึ้นที่ 690 นาโนเมตรจะลด SNR
ผลลัพธ์ของตัวแยกประเภทออฟไลน์แต่ละรายการต่อผู้เข้าร่วมสำหรับชุดคุณลักษณะ FOS แต่ละชุด: ความเข้ม DC ที่ 690 นาโนเมตร (a) และ 830 นาโนเมตร (b); เฟสดีเลย์ที่ 690 นาโนเมตร (c) และ 830 นาโนเมตร (d)
ศักยภาพที่เกี่ยวข้องกับเหตุการณ์ที่วัดโดย EEG ถูกจัดประเภทโดยใช้อัลกอริธึมที่คล้ายกัน และมองเห็นเพื่อแยกความแตกต่างของภาพด้วยความไวเฉลี่ย ความจำเพาะ และความแม่นยำที่สมดุล 82%, 72% และ 77% ตามลำดับ สิ่งนี้ยืนยันว่าการตอบสนองของเซลล์ประสาทส่วนหน้าต่องานลูกแปลก ๆ ที่มองเห็นสามารถจำแนกได้เหนือระดับที่จำเป็นสำหรับการสื่อสาร BCI อย่างมีประสิทธิภาพ (70%)
Chau และเพื่อนร่วมงานยังจัดประเภทค่าเฉลี่ยการทดลองใช้ FOS 15 แบบออนไลน์ระหว่างเซสชันออนไลน์สองครั้ง ที่นี่ FOS แสดงความไว ความจำเพาะ และความแม่นยำที่สมดุลโดยเฉลี่ย 64%, 63% และ 63% ตามลำดับ ผลการจัดประเภทออนไลน์ยังดีกว่าโอกาสในทั้งเซสชันออนไลน์สำหรับผู้เข้าร่วมเจ็ดคนและในเซสชันเดียวสำหรับห้าคนอย่างมีนัยสำคัญ
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >> ป๊อกเด้งออนไลน์
