Ocena, czy dzieci mogą korzystać z prostych interfejsów mózg-komputer
Maverick Nguyen
Zaktualizowano dnia
24 mar 2019
Ocena, czy dzieci mogą korzystać z prostych interfejsów mózg-komputer
Maverick Nguyen
Zaktualizowano dnia
24 mar 2019
Ocena, czy dzieci mogą korzystać z prostych interfejsów mózg-komputer
Maverick Nguyen
Zaktualizowano dnia
24 mar 2019
Jack Zhang, Zeanna Jadavji, Ephrem Zewdie i Adam Kirton
Wprowadzenie: Możliwości interakcji z otoczeniem dla dzieci z ciężką niepełnosprawnością i zachowanymi funkcjami poznawczymi są niezwykle ograniczone. Interfejs mózg-komputer (BCI) ma potencjał, aby umożliwić takim osobom uzyskanie znaczącej funkcjonalności, komunikacji i niezależności. Choć populacja pediatryczna mogłaby odnieść największe korzyści z technologii BCI, dotychczasowe badania koncentrowały się głównie na dorosłych.
Metody: W tym wieloośrodkowym badaniu prospektywnym o schemacie naprzemiennym określiliśmy ilościowo zdolność zdrowych dzieci w wieku szkolnym do wykonywania prostych zadań przy użyciu podstawowego, komercyjnie dostępnego BCI opartego na EEG. Z lokalnej społeczności rekrutowano prawidłowo rozwijające się dzieci w wieku 6–18 lat. Trening BCI składał się z krótkiego przygotowania i rejestracji EEG podczas wykonywania określonych zadań przy użyciu niedrogiego, komercyjnie dostępnego systemu BCI (Emotiv EPOC). Trenowano dwa zadania (prowadzenie zdalnie sterowanego samochodu i poruszanie kursorem komputera), każde przy użyciu dwóch strategii (sensomotorycznej i wizualizacji wyobrażeniowej). Głównym punktem końcowym był współczynnik kappa pomiędzy żądaną a osiągniętą wydajnością. Zbadano również wpływ zadania, strategii, wieku i procesu uczenia się.
Wyniki: Dwadzieścia sześć z trzydziestu dzieci ukończyło badanie (średni wiek 13,2 ± 3,6 roku, 27% dziewcząt). Tolerancja była doskonała, a >90% oceniło to doświadczenie jako neutralne lub przyjemne. Starsze dzieci osiągnęły wyniki porównywalne z badaniami u dorosłych, natomiast młodszy wiek wiązał się z gorszą, ale wciąż dobrą wydajnością. Zadanie z samochodem wykazało wyższą wydajność w porównaniu z zadaniem z kursorem (p= 0.027). Strategia myślowa była również powiązana z wydajnością, przy czym strategie wizualizacji wyobrażeniowej przewyższały podejścia sensomotoryczne (p = 0.031).
Wnioski: Dzieci mogą szybko uzyskać kontrolę i wykonywać wiele zadań przy użyciu prostych systemów BCI opartych na EEG. Wydajność zależy od strategii, zadania i wieku. Taki sukces w rozwijającym się mózgu nakazuje zbadanie takich praktycznych systemów u dzieci z ciężką niepełnosprawnością.
Jack Zhang, Zeanna Jadavji, Ephrem Zewdie i Adam Kirton
Wprowadzenie: Możliwości interakcji z otoczeniem dla dzieci z ciężką niepełnosprawnością i zachowanymi funkcjami poznawczymi są niezwykle ograniczone. Interfejs mózg-komputer (BCI) ma potencjał, aby umożliwić takim osobom uzyskanie znaczącej funkcjonalności, komunikacji i niezależności. Choć populacja pediatryczna mogłaby odnieść największe korzyści z technologii BCI, dotychczasowe badania koncentrowały się głównie na dorosłych.
Metody: W tym wieloośrodkowym badaniu prospektywnym o schemacie naprzemiennym określiliśmy ilościowo zdolność zdrowych dzieci w wieku szkolnym do wykonywania prostych zadań przy użyciu podstawowego, komercyjnie dostępnego BCI opartego na EEG. Z lokalnej społeczności rekrutowano prawidłowo rozwijające się dzieci w wieku 6–18 lat. Trening BCI składał się z krótkiego przygotowania i rejestracji EEG podczas wykonywania określonych zadań przy użyciu niedrogiego, komercyjnie dostępnego systemu BCI (Emotiv EPOC). Trenowano dwa zadania (prowadzenie zdalnie sterowanego samochodu i poruszanie kursorem komputera), każde przy użyciu dwóch strategii (sensomotorycznej i wizualizacji wyobrażeniowej). Głównym punktem końcowym był współczynnik kappa pomiędzy żądaną a osiągniętą wydajnością. Zbadano również wpływ zadania, strategii, wieku i procesu uczenia się.
Wyniki: Dwadzieścia sześć z trzydziestu dzieci ukończyło badanie (średni wiek 13,2 ± 3,6 roku, 27% dziewcząt). Tolerancja była doskonała, a >90% oceniło to doświadczenie jako neutralne lub przyjemne. Starsze dzieci osiągnęły wyniki porównywalne z badaniami u dorosłych, natomiast młodszy wiek wiązał się z gorszą, ale wciąż dobrą wydajnością. Zadanie z samochodem wykazało wyższą wydajność w porównaniu z zadaniem z kursorem (p= 0.027). Strategia myślowa była również powiązana z wydajnością, przy czym strategie wizualizacji wyobrażeniowej przewyższały podejścia sensomotoryczne (p = 0.031).
Wnioski: Dzieci mogą szybko uzyskać kontrolę i wykonywać wiele zadań przy użyciu prostych systemów BCI opartych na EEG. Wydajność zależy od strategii, zadania i wieku. Taki sukces w rozwijającym się mózgu nakazuje zbadanie takich praktycznych systemów u dzieci z ciężką niepełnosprawnością.
Jack Zhang, Zeanna Jadavji, Ephrem Zewdie i Adam Kirton
Wprowadzenie: Możliwości interakcji z otoczeniem dla dzieci z ciężką niepełnosprawnością i zachowanymi funkcjami poznawczymi są niezwykle ograniczone. Interfejs mózg-komputer (BCI) ma potencjał, aby umożliwić takim osobom uzyskanie znaczącej funkcjonalności, komunikacji i niezależności. Choć populacja pediatryczna mogłaby odnieść największe korzyści z technologii BCI, dotychczasowe badania koncentrowały się głównie na dorosłych.
Metody: W tym wieloośrodkowym badaniu prospektywnym o schemacie naprzemiennym określiliśmy ilościowo zdolność zdrowych dzieci w wieku szkolnym do wykonywania prostych zadań przy użyciu podstawowego, komercyjnie dostępnego BCI opartego na EEG. Z lokalnej społeczności rekrutowano prawidłowo rozwijające się dzieci w wieku 6–18 lat. Trening BCI składał się z krótkiego przygotowania i rejestracji EEG podczas wykonywania określonych zadań przy użyciu niedrogiego, komercyjnie dostępnego systemu BCI (Emotiv EPOC). Trenowano dwa zadania (prowadzenie zdalnie sterowanego samochodu i poruszanie kursorem komputera), każde przy użyciu dwóch strategii (sensomotorycznej i wizualizacji wyobrażeniowej). Głównym punktem końcowym był współczynnik kappa pomiędzy żądaną a osiągniętą wydajnością. Zbadano również wpływ zadania, strategii, wieku i procesu uczenia się.
Wyniki: Dwadzieścia sześć z trzydziestu dzieci ukończyło badanie (średni wiek 13,2 ± 3,6 roku, 27% dziewcząt). Tolerancja była doskonała, a >90% oceniło to doświadczenie jako neutralne lub przyjemne. Starsze dzieci osiągnęły wyniki porównywalne z badaniami u dorosłych, natomiast młodszy wiek wiązał się z gorszą, ale wciąż dobrą wydajnością. Zadanie z samochodem wykazało wyższą wydajność w porównaniu z zadaniem z kursorem (p= 0.027). Strategia myślowa była również powiązana z wydajnością, przy czym strategie wizualizacji wyobrażeniowej przewyższały podejścia sensomotoryczne (p = 0.031).
Wnioski: Dzieci mogą szybko uzyskać kontrolę i wykonywać wiele zadań przy użyciu prostych systemów BCI opartych na EEG. Wydajność zależy od strategii, zadania i wieku. Taki sukces w rozwijającym się mózgu nakazuje zbadanie takich praktycznych systemów u dzieci z ciężką niepełnosprawnością.
Kontynuuj czytanie