مقایسة کارایی تحریک‌های بینایی مختلف برای تحقق واسط مغز-رایانه مبتنی‌بر پتانسیل برانگیختة بینایی در حالت دائمی

Abstract

پتانسیل برانگیختة بینایی حالت دائمی (SSVEP)، به­صورت گسترده در پیاده­سازی واسط­های مغز-رایانه استفاده شده است، با این‌حال، دستیابی به محرک­های بینایی که پاسخ SSVEP مناسبی را ایجاد کنند و درعین‌حال به کمترین خستگی چشم منجر شوند، یک چالش تحقیقاتی به­روز است. در این مطالعه، شکل موج­های سینوسی، مربعی، دندان‌اره‌ای، جمع دو سینوسی، و مدولاسیون فرکانس، با استفاده از یک سخت‌افزار اختصاصی توسط LED و شکل­های دایره، حلقه و دو مستطیل چشمک­زن با فاز مخالف، با استفاده از نرم‌افزار Cogent روی صفحه LCD تولید شدند. با آزمایش روی 12 نفر، قدرت پاسخ و هم­چنین سطح خستگی چشم در نگاه کردن به محرک­ها، مقایسه شدند. نتایج آزمایش­ها با محرک­های تولیدشده توسط LED، نشان داد که قدرت پاسخ برای محرک به‌صورت جمع دو سینوسی، به‌طور معناداری کمتر از سایر محرک­ها بود و پاسخ سایر محرک‌ها، تفاوت معناداری نداشتند. دراین ‌بین، تحریک با مدولاسیون فرکانس، کمترین سطح خستگی چشم را به دنبال داشت؛ بنابراین، اگر هر دو معیار سطح خستگی و قدرت پاسخ برای مقایسه در‌نظر‌گرفته شوند، تحریک با استفاده از مدولاسیون فرکانس با قدرت پاسخ (² pV)4/17 و میانگین امتیاز سطح خستگی 58/1، بهترین نتیجه را به دنبال داشت. نتایج آزمایش­ها با محرک­های تولیدشده روی LCD، نشان داد تحریک به شکل دایره، حلقه و مستطیل، به‌ترتیب بیشترین قدرت پاسخ را داشته­اند؛ اما هر سه تحریک، در سطح خستگی آزاردهنده برای چشم بودند. اگرچه محرک دایره­ای شکل (با قدرت پاسخ ² pV7/26 و میانگین امتیاز سطح خستگی 8/3)، دامنة پاسخ بالایی داشته است؛ اما پیشنهاد نمی­شود که از محرک­های گرافیکی و دایره­ای‌شکل برای توسعة واسط­های مغز-رایانه استفاده شود؛ چون مؤلفة سطح خستگی پایین را تأمین نمی­کند. در‌مجموع، پیشنهاد می­شود در توسعة واسط­های مغز-رایانه مبتنی‌بر SSVEP، از شکل موج­های مدوله­شده توسط مدولاسیون فرکانس استفاده شود، تا ضمن بهره بردن از دامنة پاسخ مناسب، خستگی چشم کاربر در سطح پایینی نگه داشته شود.