Merhaba arkadaşlar bugün sizinle temel olarak beyin-bilgisayar iletişimden konuşacağız.
OKUMA SÜRESİ: 8 dakika 59 saniye
Öncelikle;
Nedir bu beyin bilgisayar arayüzü?
kas sistemleri veya motor sinir sistemleri kullanılmadan yalnızca beyin aktiviteleri ile bir bilgisayarı, elektromekanik bir kolu veya çeşitli nöroprotezleri kontrol etmelerini sağlayan sistemlerdir. beyin bilgisayar sistemleri ağırlıklı olarak felçli ve ALS(evet o eskiden herkesin kafasından aşağı buzlu su döktüğü akımın hastalığı)
hastalarının hayatlarının kolaylaştırılması açısından oldukça önemli bir teknolojidir.
Günümüzde beyin bilgisayar arayüzü uygulamalarında beyin aktivitelerini ölçmek için EEG, tek hücre kayıtlamaları, fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme, elektrokortikografi, yakın kızılötesi spektroskopisi, magnetoensefalografi gibi yöntemler kullanılmaktadır. Bu yöntemler arasından pratik olarak elde edilmesi ve uygulanmasının kolay olması nedeniyle EEG tercih edilmektedir.
Elektroensefalogram(EEG) işaretleri beyin yüzeyinden veya saç derisi üzerinden elektrotlarla ölçülen düşük genlikli biyoelektrik işaretlerdir.
Yapılan araştırmalar bu işaretlerde çok miktarda nörolojik bilgi saklandığını ortaya çıkarmaktadır. Günümüzde EEG sinyalleriyle ilgili çalışmalar artmış ve bu işaretlerle hem hasta tedavi yöntemleri geliştirilmekte hem de bu işaretler yardımı ile bir BBA oluşturularak elektronik cihazlarla haberleşme sağlanmaktadır.
Peki o kadar EEG elektroensefalogram dedik ne bu garip isimli şey?
Elektroensefalografi veya diğer bir adıyla beyin çizgesi yöntemi, beyin dalgaları aktivitesinin elektriksel yöntemle izlenmesini ölçen yöntemdir. Hastaya elektrik akımı verilmediğinden ağrı ya da acı hissedilmez. Elektroensefalografla elde edilen kayda elektroensefalogram denir.
diğer yöntemlere göre daha çok kullanılma sebebi düşük maliyeti, zararsız oluşu, kolay kullanım ve kurulumu, yüksek seviyeli zaman çözünürlüğüyle birçok avantaja sahip bir yöntem olarak öne çıkmasıdır
ha düşük maliyet dediğime bakmayın;
eğitimsel ve sağlıksal durumlar haricinde epey pahalı bir hobidir kendisi
Meraklısına bilgiler;
EEG sinyalleri, 0.5–100 Hz arasında geniş bir frekans bandına sahiptir. Klinik ve fizyolojik çalışmalarda 0.5 ile 30 Hz arasındaki sinyaller üzerinde durulmaktadır. Bu aralıktaki frekanslar aşağıdaki gibi sınıflandırılmaktadır:
1. Delta (δ) Dalgaları: Frekansları 0.5–4 Hz, genlikleri ise 20–400 μV arasındadır. Derin uyku, genel anestezi gibi beynin çok düşük aktivite gösterdiği durumlarda elde edilmektedir.
2. Teta (θ) Dalgaları: Frekansları 4–8 Hz, genlikleri 5–100 μV arasında değişir. Rüyalı uyku, orta derinlikte anestezi, stres gibi beynin daha düşük aktivite içerinde oluduğu durumlarda görülmektedir.
3. Alfa(α) Dalgaları: Frekansları 8–13 Hz, genlikleri 2–10 μV arasındadır. bireylerin uyanık olduğu anlarda; fiziksel ve zihinsel olarak tam dinlenim esnasında olduğu, dışarıdan gelen uyarıların olmadığı, gözlerin ise kapalı olduğu durumlarda gözlemlenebilir.
4. Beta (β) Dalgaları: Frekansları 13 Hz’den fazla olan işaretlerdir. Genlikleri 1–5 μV arasında değişir. Literatürde yer alan çalışmaların geneli Beta dalgası üzerinde yoğunlaşmaktadır.
BEYİN BİLGİSAYAR ARAYÜZLERİ NASIL ÇALIŞIR?
1. Sinyal Toplama: Kullanıcı arayüzü kullanırken; beyinden, girişimsel veya girişimsel olmayan sinyal algılama teknikleri ile sinyaller elde edilir. Bu süreçte tüm sinyaller kayıt altına alınır.
2. Ön Sinyal İşleme: Bu aşamada kaydedilen sinyaller ilk işleme tabii tutulur. Gürültüden arındırılır ve kas, göz, dil hareketleri gibi nedenlerle oluşan yapay tepkiler yok edilir.
3. Sinyal İşleme ve Sınıflandırma: Gürültüden arındırılmış sinyaller sınıflandırma aşamasında sayısallaştırılır ve örüntüler algılanmaya çalışılır. Sonuç olarak sinyaller anlamlandırılır. Burada bir çok farklı algoritma kullanılmaktadır.
Örnek en yakın komşuluk (kNN) ve destek vektör makineleri
Destek vektör örneği;
4. Etkileşim: Sistem artık kullanıcının ne düşündüğünü anlamlandırabilmektedir. Buna göre sisteme verilecek komutlar belirlenmiş ve bu komutların yerine getirilmesi beklenmektedir. Daha açık ifade etmek gerekirse; bir amaç doğrultusunda hazırlanmış, karar verme veya kontrol etme gibi işlemleri gerçekleştirecek algoritmaları tetikler. Komutlar gereken iletişim yöntemi kullanılarak uç birime ulaştırılır ve böylelikle kullanıcının vermek istediği komutlar gerçekleştirilmiş olur.
Son olarak basit seviye tıbbi olmayan bir EEG cihazına bakalım ve size incelemeniz için bir kaynak video bırakayım;
en yakın zamanda da size EEG tabanlı python ve arduino ile yazılmış bir örnek sunacağıM.
Okuduğunuz için teşekkür ederim.
BEYİN BİLGİSAYAR ARAYÜZLERİ NASIL ÇALIŞIR?
1. Sinyal Toplama: Kullanıcı arayüzü kullanırken; beyinden, girişimsel veya girişimsel olmayan sinyal algılama teknikleri ile sinyaller elde edilir. Bu süreçte tüm sinyaller kayıt altına alınır.
2. Ön Sinyal İşleme: Bu aşamada kaydedilen sinyaller ilk işleme tabii tutulur. Gürültüden arındırılır ve kas, göz, dil hareketleri gibi nedenlerle oluşan yapay tepkiler yok edilir.
3. Sinyal İşleme ve Sınıflandırma: Gürültüden arındırılmış sinyaller sınıflandırma aşamasında sayısallaştırılır ve örüntüler algılanmaya çalışılır. Sonuç olarak sinyaller anlamlandırılır. Burada bir çok farklı algoritma kullanılmaktadır.
Örnek en yakın komşuluk (kNN) ve destek vektör makineleri
Destek vektör örneği;
4. Etkileşim: Sistem artık kullanıcının ne düşündüğünü anlamlandırabilmektedir. Buna göre sisteme verilecek komutlar belirlenmiş ve bu komutların yerine getirilmesi beklenmektedir. Daha açık ifade etmek gerekirse; bir amaç doğrultusunda hazırlanmış, karar verme veya kontrol etme gibi işlemleri gerçekleştirecek algoritmaları tetikler. Komutlar gereken iletişim yöntemi kullanılarak uç birime ulaştırılır ve böylelikle kullanıcının vermek istediği komutlar gerçekleştirilmiş olur.
Son olarak basit seviye tıbbi olmayan bir EEG cihazına bakalım ve size incelemeniz için bir kaynak video bırakayım;
en yakın zamanda da size EEG tabanlı python ve arduino ile yazılmış bir örnek sunacağıM.
Okuduğunuz için teşekkür ederim.