{en=Optimization of Brain-Computer Interfaces using electric stimulation to modulate neuroplasticity} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=O controlo de um sistema de interface cérebro-computador envolve um esforço voluntário de modulação dos sinais neurais para codificar a intenção do utilizador. Processos que facilitem esta modulação serão uma evolução importante para estes sistemas, sendo o objectivo deste trabalho avaliar a estimulação transcraniana com corrente contínua como uma técnica de neuro-modulação para melhorar a utilização destes dispositivos. Foram usadas diferentes combinações de dimensões e posições de eléctrodos para simular o campo eléctrico criado no cérebro, escolhendo a que apresenta resultados mais eficazes. As configurações com os melhores resultados (maior norma de campo eléctrico) com o eléctrodo menor (3 x 3 cm^2) colocado no córtex motor e o maior (5 x 5 cm^2) colocado na região supra-orbital contra lateral. Neste estudo desenvolveu-se um sistema de interface cérebro-computador baseado em imagética motora combinado com estimulação transcraniana com corrente contínua. Dez individuos jovens saudáveis e de sexo masculino foram recrutados e divididos em dois grupos, um de estimulação activa e outro de estimulação Sham para avaliar os efeitos de estimulação transcraniana, calculando a eficácia da classificação. Os resultados mostraram uma melhoria na classificação no grupo de estimulação activa essencialmente para as componentes do ritmo beta. A melhoria na performance do sistema combinado com a estimulação sugere que esta técnica é potencialmente uma boa estratégia para facilitar o controlo e uso de interfaces cérebro-computador., en=Brain-Computer interface (BCI) usage requires a voluntary effort for modulating brain signals as a way to code the user intent. Techniques to facilitate this modulation and BCI control could be considered an important evolution for these systems. Thus, this work had the goal of evaluating transcranial direct current stimulation (tDCS) as a neuro-modulating technique for facilitating BCI control. To infer the best way of applying tDCS, different combinations of electrode size and positions were used to stimulate the electric field created in brain tissue. Configurations with the smaller electrode (3 x 3 cm^2) placed over motor cortex and the bigger one (5 x 5 cm^2) placed over contra lateral supra-orbital region gave the best results (higher electric field norm). It was created a motor imagery based BCI system combined with tDCS as preparation technique to study the effects of electric stimulation in BCI performances. Ten healthy young male subjects were recruited and randomly divided in active stimulation group and sham stimulation group to evaluate tDCS effect. BCI classification accuracy and event-related desynchronization patterns were determined to evaluate tDCS effect. Classification accuracies improved considering active stimulation group essentially for beta rhythm components. The enhanced BCI performance after tDCS application suggest that this technique can become a good strategy to facilitate BCI usage and control.}

Discussão: novembro 28, 2013, 13:30

Orientação

AUTOR

Ana Rita Santos Leal (ist165084)

CO-ORIENTADOR

Ricardo Salvador

Instituto de Biofísica e Engenharia Biomédica, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa

Doutor

ORIENTADOR

Raúl Daniel Lavado Carneiro Martins

Departamento de Bioengenharia (DBE)

Professor Auxiliar