Prediction of Navigational Decisions in the Real-World: A Visual P300 Event-Related Potentials Brain-Computer Interface

Abstract

Navzdory široké dostupnosti přenosných EEG systémů se současné aplikace rozhraní mozek-počítač (BCI) do značné míry omezují na laboratorní a klinické prostředí. V této studii bylo paradigma vizuální P300 použito k vyvolání mozkových odpovědí odrážejících navigační rozhodování v reálném světě. Účastníci (n = 8) byli během experimentu vybaveni tabletem a mobilním systémem EEG, a následně vyzvání k navigaci po univerzitních chodbách. Po dosažení křižovatky byly účastníkům prezentovány šipky vlevo a vpravo blikající na tabletu (a další nesměrové podněty typu distraktor). Spolu s navigačními rozhodnutími účastníka byly zaznamenány neurální reakce vyvolané prezentací těchto stimulů (evokované potenciály). Účastníci absolvovali dvě samostatná sezení, abychom získali data pro trénování i testování off-line BCI systému zaměřeného na předpovídání jejich navigačních rozhodnutí na základě extrakce příznaků evokovaných potenciálů. Spolehlivost single-trial klasifikace dosáhla 59,6 % (až 72,3 % při klasifikaci průměrů šesti epoch). Výsledky klasifikace byly porovnány se statistickou analýzou evokovaných potenciálů. Diskuze výsledků rozebírá důsledky pro návrh BCI systémů v reálném světě a navrhuje několik doporučení k jejich zlepšení.