Нейротехнологии, Нейро-БОС и интерфейс мозг-компьютер, монография, Кирой В.Н., Лазуренко Д.М., Шепелев И.Е., 2017

Нейротехнологии, Нейро-БОС и интерфейс мозг-компьютер, Монография, Кирой В.Н., Лазуренко Д.М., Шепелев И.Е., 2017.

   Монография посвящена проблемам, связанным с разработкой неинвазивных форм интерфейсов «мозг - компьютер» (ИМК или BCI - brain-computer interface), предназначенных в первую очередь для улучшения качества жизни полностью парализованных людей и создания дополнительных каналов связи. Содержит обзор имеющихся научных работ по данной проблеме и результаты собственных исследований авторов. Первый раздел посвящен анализу способности человека к произвольному управлению некоторыми параметрами биоэлектрической активности собственного мозга с использованием метода биологической обратной связи (БОС) и оценке влияния на эффективность этого управления некоторых психологических особенностей пользователей. Во втором разделе описаны разработка и тестирование прототипа собственного нейроинтерфейса KRINC-BCI (Kogan Research Institute of Neurocybernetic-BCI).
Предназначена для студентов и аспирантов биологических факультетов университетов и медицинских институтов, а также для специалистов в области нейрофизиологии.




Использование нейро-БОС в клинической практике.
Одной из важнейших областей применения нейрообратной связи является клиническая практика (Thornton, Carmody, 2009; Hammond, 2011; Wang et al., 2013). Распространенное и социально значимое заболевание, при лечении которого, наряду с фармакологической терапией, используется нейро-БОС, - дефицит внимания с гиперактивностью (СДВГ). В детском возрасте это заболевание приводит к плохой успеваемости в школе, проблемам во взаимоотношениях с родителями и сверстниками, отставанию в развитии целого ряда социально значимых психических функций, у взрослых - отрицательно сказывается на работе и взаимоотношениях в социуме. При общении такой собеседник, в частности, легко теряет нить разговора или быстро отвлекается от заданной темы (Jerome, 1997), что приводит к серьезным коммуникативным проблемам. Дефицит внимания у взрослых часто связан с депрессией, различными антисоциальными расстройствами личности, а также зависимостью от алкоголя и наркотиков (Downey et al., 1997).

Как. свидетельствуют результаты обзорных исследований, сегодня при лечении заболеваний, связанных с нарушением внимания, гиперактивностью и импульсивностью, наиболее широко применяются поведенческая терапия и фармакологические средства (Arns et al., 2012). Однако долгосрочные эффекты используемых препаратов весьма ограниченны (Wang et al., 2013). Применение нейро-БОС, направленной, в частности, на контроль собственного сенсомоторного ритма (СМР), приводит к благоприятным эффектам. Это было показано сначала на кошках (Sterman et al., 2010), а позднее подтверждено в исследованиях на людях (Tan et al., 2009).

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Предисловие.
Список сокращений.
РАЗДЕЛ I. НЕЙРОТЕХНОЛОГИИ ОБУЧЕНИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ СИСТЕМ BCI.
Введение.
Глава 1. Анализ данных литературы.
1.1. ЭЭГ-частоты, используемые при проведении БОС-тренинга.
1.2. Использование нейро-БОС в клинической практике.
1.3. Применение нейро-БОС для развития когнитивных способностей.
1.4. Влияние индивидуальных особенностей и функционального состояния на эффективность нейро-БОС-тренинга.
Глава 2. Методика исследования.
2.1. Общие сведения.
2.2. Сценарии нейро-БОС-тренингов.
2.3. Регистрация и анализ ЭЭГ.
2.4. Статистический анализ результатов исследования.
Глава 3. Результаты исследования.
3.1. Индивидуально-типологические особенности обследуемых.
3.2. Анализ эффективности нейро-БОС-тренинга.
3.3. Изменение функционального состояния мозга обследуемых в динамике обучения.
3.4. Изменения спектральных характеристик ЭЭГ в течение одного обследования.
3.5. Влияние БОС-тренинга на спектральные характеристики ЭЭГ.
3.5.1. Спектральные характеристики ЭЭГ в состоянии оперативного покоя.
3.5.2. Изменение спектральных характеристик ЭЭГ в динамике тренингов.
3.5.2.1. Сценарии, направленные на снижение в ЭЭГ мощности альфа- и бета-частот.
3.5.2.2. Сценарии, направленные на усиление бета-2-частот в ЭЭГ лобных областей коры.
3.5.2.3. Сценарии, направленные на усиление альфа-частот в ЭЭГ центральных отведений.
3.6. Перестройка межполушарных отношений в процессе тренингов.
3.7. Влияние личностных особенностей на эффективность БОС-тренинга.
3.8. Взаимосвязь психологических особенностей личности с эффективностью ЭЭГ-БОС-тренинга.
Заключение.
РАЗДЕЛ II. НЕЙРОТЕХНОЛОГИИ ВСI-УПРАВЛЕНИЯ.
Введение.
Глава 1. Нейрофизиологические механизмы произвольной двигательной активности.
1.1. Нейрофизиологические механизмы произвольных двигательных актов.
1.2. Нейрофизиологические механизмы произвольной идеомоторной деятельности.
Глава 2. Электрографические корреляты произвольной двигательной активности.
2.1. Электрографические корреляты реальной двигательной активности.
2.2. Электрографические корреляты идеомоторной деятельности.
Глава 3. Коммуникация и управление на основе электрографических паттернов, ассоциированных с идеомоторной деятельностью.
Глава 4. ИМК на основе соотношения альфа- и бета-ритмов ЭЭГ.
4.1. Методика исследования.
4.2. Результаты исследования.
4.3. Обсуждение результатов исследования.
Заключение.
Глава 5. ИМК на основе электрографических паттернов, сопровождающих идеомоторные акты.
5.1. Методика исследования.
5.1.1. Обследуемые и задания.
5.1.2. Регистрация и анализ ЭЭГ.
5.1.3. Метод главных компонент и линейный классификатор Фишера.
5.1.4. Классификатор паттернов ЭЭГ.
5.2. Результаты исследования.
5.2.1. Временные характеристики движений.
5.2.2. Функциональное состояние мозга в динамике обследования.
5.2.3. Преддвигательные и двигательные потенциалы в ЭЭГ при выполнении реальных и мысленных движений.
5.2.4. Анализ главных компонент и линейные модели дискриминации.
5.2.5. Анализ эффективности работы классификатора.
5.3. Обсуждение результатов исследования.
Заключение.
Список литературы.

Купить .





Теги: учебник по биологии :: биология :: Кирой :: Лазуренко :: Шепелев :: нейротехнология