Używanie sygnałów EEG bezprzewodowych do oceny obciążenia pamięci w zadaniu n-Back

Systemy Człowiek-Maszyna, IEEE, 2015

Streszczenie

Ocena obciążenia psychicznego za pomocą miar fizjologicznych, w szczególności sygnałów EEG (elektroencefalografia), jest aktywnym obszarem badań. Ostatnio pojawiło się wiele systemów akwizycji bezprzewodowej do pomiaru sygnałów EEG i innych miar fizjologicznych. Niewiele badań zastosowało takie systemy bezprzewodowe do oceny obciążenia poznawczego i oceny ich wydajności. Niniejszy artykuł przedstawia początkowy krok w badaniu wykonalności popularnego systemu bezprzewodowego (słuchawki EMOTIV EPOC) w celu oceny poziomów obciążenia pamięci w dobrze znanym zadaniu typu n-back. Opracowaliśmy ramy przetwarzania sygnałów i klasyfikacji, które zintegrowały automatyczny algorytm usuwania artefaktów, szeroką gamę technik ekstrakcji cech, spersonalizowaną metodę skalowania cech, podejście do wyboru cech oparte na teorii informacji oraz model klasyfikacji oparty na maszyny wektorów nośnych (SVM). Wyniki eksperymentalne pokazują, że bezprzewodowo zebrane sygnały EEG mogą być użyte do klasyfikacji różnych poziomów obciążenia pamięci u dziewięciu uczestników. Dokładności klasyfikacji pomiędzy najniższym poziomem obciążenia (0-back) a aktywnymi poziomami obciążenia (1-, 2-, 3-back) były bliskie 100%. Najlepsza dokładność klasyfikacji dla 1- w porównaniu do 2-back wyniosła 80%, a dla 1- w porównaniu do 3-back 84%. Badanie to wskazuje, że system akwizycji bezprzewodowej oraz zaawansowane techniki analizy danych i rozpoznawania wzorców mają obiecujące możliwości w zakresie osiągania monitorowania w czasie rzeczywistym i identyfikacji poziomów obciążenia psychicznego u ludzi angażujących się w różnorodne czynności poznawcze w nowoczesnym społeczeństwie.Kliknij tutaj, aby przeczytać pełny raport