Методы: Вовлечение мозговых волн
ЭЭГ-БОС тренировка
Обзор возможностей аппарата Emotiv EPOC+
Видео https://youtu.be/oBF1jwiIqDA https://youtu.be/n5OS8jUH0L8 https://youtu.be/vV4jhxFDLTM https://youtu.be/RPy9tBswIDI
Аппарат является комбинированным измерительным устройством для регистрации электр
оэнцефалографических (миографических) сигалов с головы пациента а также имеет возможность комплектации для регистрации других параметров. Прибор сопряжен с ПК (смартфоном) через беспроводное соединение (два варианта).
Emotiv EPOC+ имеет 14 ЭЭГ каналов а также заявлена возможность комплектования трехосевыми датчиками :гироскопическим, магнитным и ускорительным.
Прибор имеет достаточно удобную систему наложения электродов. Электроды съемные, крепятся легким поворотом . контактные стыковочные поверхности со временем покрываются слоем зеленоватого окисла (меди). Электрод имеет вмонтированную пористую поверхность для смачивания солевым раствором (физраствор).
Отводы электродов представляют тонкие пружинящие «ножки» различной длинны и углов взаимного расположения. В официальной информации пишут, что реализована система 10\20, но это не совсем верно. Судя по названию электродов, они взяты из системы 10\10. Это указывает , что у разработчиков специалистов по ЭЭГ большой дефицит.
Прибор позиционируется как для применения в сфере регистрации электрических сигналов , включая сложные медицинские направления (вызванные потенциалы) , так и как интерфейс мозг-компьютер. Имеются ссылки на успешное применение для управления электрифицированным инвалидным креслом без помощи рук .
Остановимся на близком к медицине направлении.
Кроме ЭЭГ мониторинга по ограниченному числу каналов (не может применяться в классической медицине), может помочь врачу выявлять некоторые феномены электрической активности мозга . Более вероятно применение для тестирования влияния физиотерапевтических процедур (научные исследования) а в практике- для терапевтических процедур БОС.
Прибор может записывать файл ЭЭГ в международном формате EDF . Но данная функция доступна только с дорогой программой (около 700 дол США). Поэтому проверить качество самой записи (сырой ЭЭГ) и работу с артефактами, а равно и проверить функционал алгоритма пока невозможно. Было бы интересно сравнить регистрируемые параметры (возбуждение, вовлечение, медитация) с частотными спектрами мощности ЭЭГ.
Некоторые тезисы из рекламного буклета:
Система для интерфейса мозг-компьютер и научной контекстуальной ЭЭГ
-
портативный многоканальная система высокого разрешения предназначенная для исследовательских задач.
-
Использование специализированного программного обеспечения и программных библиотек позволяет получать сырые ЭЭГ данные для регистрации мысленных команд, метрики производительности/эмоционального состояния, мимические выражения.
метрики производительности/эмоциональное состояния – в реальном масштабе времени определяет выражение лица и позволяет выдавать команды компьютеру в ответ на мимическое выражение лица. В ответ на чувства может меняться освещенность сцены, музыка и т.п. Адаптивный интерфейс (возможность подстройка под индивидуальные особенности) позволяет в реальном масштабе времени детектировать различные уровни таких состояний как увлечение, скука, возбуждение, расстройство, медитация.
мимические выражения лица – на компьютере отображается аватар пользователя который может отображать моргание обеих глаз, подмигивание, поднимание бровей, улыбку, взгляд влево/вправо, сжатые губы и т.п.
мысленные команды – эта программа считывает осознанные мысли и замыслы. С помощью этих команд пользователь может управлять виртуальным трехмерном объектом используя только силу мысли – выполнять как простые, так и составные движения.
Технические характеристики:
Количество каналов – 14 электродов (плюс два референтных CMS/DRL в местах P3/P4 )
Электроды соответствуют системе наложения электродов 10/20 и некоторые из системы 10/10 -AF3, F7, F3, FC5, T7, P7, O1, O2, P8, T8, FC6, F4, F8, AF4
Метод дискретизации - последовательная выборка, единичный АЦП
Частота дискретизации 128 SPS (2048 Гц внутренняя)
Разрешение 14 бит 1 LSB = 0.51мкВ (16 бит АЦП , 2 бита аппаратной компенсации шума)
Полоса пропускания 0.2 – 45 Гц, цифровые режекторные фильтры на 50 Гц и 60 Гц
Динамический диапазон (относительный ввод ) – 8400мкВ
Фильтрование – встроенный синхрофильтр 5-го порядка
Связанная мода – связанный по переменному току
Связь ПК – собственный беспроводный передатчик 2,4 ГГц, малого потреблении тока
Питание – литий-полимерная батарея
Время работы от батареи – около 12 часов
Измерение импеданса – запатентованная система измерения переходного сопротивления электродов в реальном масштабе времени
-
Кроме собственной программы для работы с прибором имеется ряд прикладных программ имеющих программный драйвер для использования данного ЭЭГ-прибора.
Я опробовал эти возможности на примере пробной (2 недели) программы Mind WorkStation (Мыслительная Рабочая станция). Я проверил использование Emotiv EPOC+ для БОС тренировок и тренировок на расслабление и медитацию ( на них имелись шаблоны) , для отслеживания работы по целевой задаче использовалась система визуализации Graphing Engine.
При правильном соблюдении всех правил (качественного наложения электродов, отсутствия шумовых помех сигналу, небольшому удалению от ПК, и полному заряду батареи) удается отслеживать целевую установку (например мощность частотот Альфа диапазона) и реальное значение мощности Альфа ритма на каждый момент времени.
Выводы : Беспроводный прибор для регистрации ЭЭГ сигналов Emotiv EPOC+ соответствует заявленным возможностям. Сырую ЭЭГ записать не удалось из-за отсутствия необходимого программного обеспечения (решается вопрос о его получении от собственника прибора)
Для качественной работы прибор необходимо настраивать для каждого пользователя , путем проведения тренировок и записи установок. Анализируя различные выпуски программы Панель управления Emotiv EPOC+ было замечено, что в процессе разработки и совершенствования прибора проверялись различные методы, многие были очень интересны , с точки зрения практики нейромодуляции, но потом эти возможности исчезали в последующих релизах ПО.
Поскольку проект стартовал в системе Кикстартер, то появилось огромное количество прикладных модулей, многие исходные коды выложены на форумах под различного вида лицензиями на использование, очень много бесплатных.
Вместе с тем выявлены некоторые недостатки – контакты имеют склонность к быстрому окислению. Если прибор не использовался несколько дней то добиться хорошего состояния переходного сопротивления кожа черепа-электрод удается только после долгий комбинация смачивания пористой поверхности и протирки контактов отвод-тыльная часть электрода.
-
Вывод : Использование прибора возможно только при использовании его квалифицированным персоналом, понимающим физику (химию) процессов происходящих при записи ЭЭГ и усвоившим основные постулаты количественной ЭЭГ. В других случаях каждый будет видеть все , что он желает видеть, но очень часто это будет комплексный сплошной артефакт, который не нужно никак интерпретировать а иногда и просто вредно это делать.
-
На рисунке показано , что один из параметров (engagement) сильно искажается помехами , исходя из этого, в данный момент времени принимать во внимание этот параметр (соотношение engagement к disinterest) не следует! , два других параметра можно анализировать, но лучше устранить причину помех. Были поправлены прижимные приспособления и смочены электроды – качество контакта улучшилось и помехи исчезли. 
Иллюстрация правильности работы прибора, проводилась практическая медитация: вхождение и отвлечение на задачу и опять вхождение в состояние медитации.Уровень изменения мощности медитации отображается зеленой кривой (скорее всего это диапазон Тета волн) , кривая в период медитации лежит выше всех, значит ритм доминирующий. При отвлечении на другую задачу кривая медитации снижается, а параметр engagement/disinterest поднимается, при повторном вхождении в медитацию параметры меняются практически синхронно.
-
