心理生理学的实验室MSU:EEG作为一种工具,逆向工程的脑和脑机接口

在莫斯科国立大学的心理学研究的复杂心理生理学教授也许是世界上最精确和高速的脑照相之一。特别是对研究可用于多达258频道的时间处于被动模式,允许同步记录和分析实时的脑电图(EEG)。





(卡佳连接矩阵32脑电图渠道,主动电极) i>的

至于“吃豆子狂饮方不存在”,这部分大脑产生的颜色的数字假象为psychophysiologists处理多维信号,它是否会导致反向工程的大脑。

根据设备的切割面说明,关于信号处理和研究那些谁花了心理年轻的科学家,神经学家,什么一点点挑战还有谁想要学习的大脑和/或工作中来研究大脑的一个项目的程序员。




位于交通便利的椅子,坐下来,深呼吸




脑电图头盔ActiChamp Brainproducts™的系统配备有活性的生物传感器(最多128个信道),该捕获在从一个人的大脑的电信号的最小的变化,具有极高的采样率 - 高达100千赫!

256的渠道 B> 5​​7968612




256个通道




活性,而不是被动电极配备有内置的微芯片 - 前置放大器,其中数字化的模拟信号,并将其与至少失真发送。

该电极安装上述所有重要的脑区域中的分析和同步发送信号到放大器单元或通过使用循环或无线网络连接 - 32与1000 Hz频带的带宽和5000 Hz的采样频率高达500赫兹的流路,而相比之下,一些医疗的脑电图,更不用说neyrogarniturah)。


Wi-Fi模块



一旦信号被发送给放大器单元(噪声电平≤2μVpp),它们的路​​径不被终止。然后将它们转移到一个双光纤电缆连接至USB适配器,其还接收与外部信号(触发)与外部设备,如EyeTracker'om同步(它是在该路径。时间)。 USB的适配器用作连接到PC。



中介机构的所有元素的主要目标信号,其功率测量微伏只有几十最大限度地减少失真和延迟





对于所谓的注册附加块外围指标反映自主过程,如心脏速率,血管紧张,呼吸,温度,运动,肌肉活动等,多达128个附加的信道。

传感器


皮肤电阻,温度传感器,加速计,一个心脏监测光学



这里的人时,没有学生
测量做

软件和信号处理 H4>软件用于脑电图的处理和分析具有广泛的功能与整合数据的MRI用于给定个体的脑的个体构成的电信号的定位的能力。其实,系统本身有一个称为“低分辨率断层»(LORETA)模块(*这是不是对技术的实现 - 磁性或正电子发射,可视化和大脑映射的原理)。

一对精度的主要问题 - 都是文物。此术语是指畸变由外部或内部因素,无论眼睛运动或旨在从荧光灯100赫兹。

尽管脑电图技术的完美似乎,不足之处仍然存在。或许最重要的其中 - 使用导电膏或凝胶的必要性,以减少电极和头皮之间的电阻。技术中一般是不是一个自给自足的,最近的趋势收敛到的不同方法的组合。已经使用操作在磁场断层摄影(大约10特斯拉)的电极。



虚线 - 这是一个外部刺激。 Fagment脑电图信号(左)尝试定位的三维空间中的源(在中间),并在投射到头皮(右)



记录的EEG
的片段


这是这样的krivulkami我们的大脑看待世界。但严重的是,这是在MSS(相关事件电位),这反映了净(专门记录并过滤)的神经元群体响应于特定的刺激。在这里,他们都是一起上的所有线索。潜在到目前为止(如果有的话)无法解决的问题是相反的:恢复人们看到/听到/是/打动人在这一刻



底 - MSS,但不是全部一起,并且他们被记录在不同的引线的方式



每秒地图subelectrode本地化活动 - 图像之间



3D视图



傅立叶变换记录在不同的电极上的信号的。



连续小波变换脑电图。 (第一条规则psychophysiologists - 不要告诉任何人关于小波笑话。)小波,我们需要看一下脑电图的频率分量(不同的节奏由不同频率,反映人的不同状态),并认为这一切在时间的在 B>个任期。

人民 H4>

警告 B> H5> 维亚切斯拉夫·列别杰夫,员工和研究生心理生理学MSU。 MV大学, NeuroFuture 的联合创始人,生理学家:
我的科学工作“的本质 - 关注跨模态融合的过程中的作用的研究。
说明:从外部环境来的信息,通常包括不同模式(听觉,视觉等)的信号。多感官的信息处理要求参与obrabtke信号有一定的模式同步协作的大脑结构。对单个神经元的电平现代研究表明在不同的领域和大脑,其功能是把它多传感器信息的水平的神经元的存在。但问题是,开放的系统结合这些多层次结构的过程中流处理多感官的信息,以及任意和非自愿(由他本人发起的)的作用,在这个过程中(由外部事件引起的)关注。脑电图 - 的信息量最大的方法来研究该过程的动力学1»



(查找狗) i>的

幻觉 B> H5> 伊利亚·扎哈罗夫,研究生心理生理学MSU。 MV大学, NeuroFuture 的联合创始人,生理学家:
“心理生理学试图扳平完美(心理和”灵魂“如果有一个)和材料(您可以探索自然,科学方法)。得到具有不同程度的成功,但有趣的是



有这样的事情 - 一个错觉。在大脑中会发生什么,当我们看到他们?有没有大脑活动的普遍模式,同样为所有的人,这是特点只对那些时刻,当我们看到了视觉上的错觉?而如果我们看一个爱一个,我们突然出现这种格局?



通过记录脑电图不同的模式可以与客观亲自感受注册一个新的类型的幻想(例如,主观轮廓错觉的新版本)。要做到这一点,使用事件相关电位的方法:上呈现幻想出现在组件的总EEG信号的分配



黑色时间表 - 只是一个诱因,红 - 一种错觉,虚线 - 的刺激呈现
的那一刻 右 - 大脑的反应相比对刺激经典型幻想演示当大脑并不需要完成构建
左 - 响应于呈现一种新类型,再次的,在比较时,它是没有必要的,完成建筑 i>的

我们看到,在该信号的同一个地方(组分N170)响应于更多的错觉幅度。这种反应 - 我们的知觉错觉的客观指标。如果我们看到直,波浪和虚幻轮廓在同一心理生理水平,可能是在这两种情况下,我们使用的形成图象的相同的机制。»

编程和多维信号处理 B> H5> 克斯特亚Slavnov ,程序员
- 什么是内在动力spodvig数学上的一个项目,neyrosayns工作 I>
? - 利息。我总是好奇地想知道人类的大脑是如何工作的。到那个时候,我已经知道了很多关于数据分析相对于大脑的方法的可能性。所有这些都基于多维信号处理。和我的工作当然只是这样一个主题。
与往常一样起了重要作用的事故。我读到伊利亚文章并决定写我自己,我 - 一个数学家程序员感兴趣这个话题。与家伙只是没有一个人有我的技能。我很快参加了工作。

联觉 B> H5> 玛丽亚·斯捷潘年科,一名学生在心理生理学MSU系。 MV大学生理学家,联觉
研究员
“通感 - 中,粗略地讲,不同模式之间的关系。提供诱因,另外,当它表现在体验感受的形式于一体的模式。



你能很快找到了“颜色”三角? I>

一般情况下,联觉 - 很有趣,也很衣着暴露的现象。有一个令人难以置信的各种不同类型的吧:有的联觉“看”的某些字母的颜色/周/月的日子里,一些他们“感觉”气味在发音的某些词,有人“感觉”的声音质感/气味,“感觉”的味道名称“听到”的议案等。此外,大多数的通信的未图示联觉两个,而是有多个模态的,因而表现出各种类型sinestezii。

大约有方式的许多假说,其中有联觉体验。在我的水平的问题的研究,在此过程中发生:这是唯一的感知感觉,处理其中发生在较低的水平,或一个高层次,认知过程
。 注重视听通感 - 即在按键音及音色不同的颜色。由于科目作为联觉者,人们谁没有联觉感知。在实验的过程中( - 即,在介绍的声音刺激的时间)被记录脑电图,和后 - 中的数据的分析,通过比较该CAP,在联觉和nesinestetov注册。

说到测试:如果你有兴趣这个主题,或者你突然有朋友联觉者,或突然,你发现自己在合适品种的存在这项研究的视听联觉 - 随时与我联系,我会很高兴看到你在我们科目!»

演讲TED神经学家




测试联觉“色数”(左 - 如何一个普通的人看到的右图 - 联觉者的愿景:局末平分立即以不同的颜色突出的一个三角形,使联觉者方便,快捷地可以点在图片的任何局末平分) I>

处理 B> H5> 安德鲁Uchaev ,心理生理学的莫斯科国立大学的学生。 MV罗蒙诺索夫,心理生理学:
“我的立场是获取实验数据充分反映在游戏中的主人公之一的话:”......我们只是把科学变成了墙上,看看有什么坚持。“这表明,在研究中,我试图获得最大的数据,可以在所有被挤压电生理信号。



现在,我更迷恋于以下内容:对信号处理的各种方法,不管任务的发展。帮助程序员在这里是巨大的。存在着各种问题:即未治疗的所有方法都在一个程序,或不具有访问所有功能的情况下 - 你必须躲闪,并不总是可能的。



而且还有另外一个重要的问题 - 节省时间。经常有必要处理的10人的数据,使用10-15不同的变换。就没有停止编写脚本将自动执行该任务。他按下按钮,就回家了 - 而在早晨一切都处理»

结论 H4>«神经科学需要的程序员。“所以说和俄罗斯同行,与国外神经学家甚至转向黑客。因为很快大家,上帝保佑,可能不仅需要保护隐私的工具的消息从技术拦截,但想 I>。


阿西莫夫写道:“人类留下了两个难题 - 空间的深度和大脑的奥秘,”高兴的是,哈布尔非常欢迎的太空计划,我希望同样的事情会随着大脑的研究发生。

资料来源:<一href="http://habrahabr.ru/company/neuronspace/blog/235399/">habrahabr.ru/company/neuronspace/blog/235399/

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