Выделение и локализация источников электрической активности мозга, наиболее значимых для управления интерфейсом мозг-компьютер, основанным на воображении движений
Диссертация
Система ИМК ЛМНО относится к классу тех ИМК, в которых определенная задача ставится в соответствие выполнению определенной ментальной задачи из фиксированного набора задач. Применение такого ИМК кажется целесообразным и при нейрофизиологических экспериментах. Успех в управлении зависит от того, насколько повторяемы и стабильны паттерны активности мозга, соответствующие выполнению той или иной… Читать ещё >
Список литературы
- Alliez P. Rineau L., Tayeb S., Tournois J., Yvinec M., 3D Mesh Generation. In CGAL User and Reference Manual. CGAL Editorial Board, 3.9 edition B Интернете. //http://www.cgal.org/Manual/latest/dochtml/cgalmanual/Mesh3/Chaptermain.ht ml.-2011 г.
- Allison B.Z. Wolpaw E.W., Wolpaw J.R. Brain-computer interface systems: progress and prospects Журнал. // Expert Rev. Med. Devices. 2007 г. — T. 4. — стр. 463174.
- Andersen P. Andersson S.A. Physiological Basis of the Alpha Rhythm Книга. -[б.м.]: Appleton-Century-Crofts, 1968. стр. 235.
- Bai О Lin P, Vorbach S, Floeter MK, Hattori N, Hallett M. A high performance sensorimotor beta rhythm-based brain-computer interface associated with human natural motor behavior Журнал. // J Neural Eng. 2008 г. — 1: T. 5. — стр. 24−35.
- Bal T. von Krosigk M. McCormick D.A. Synaptic and membrane mechanisms underlying syncronised oscillations in the ferret LGNd in vitro Журнал. // J. Physiol. 1995 г. — 483. — стр. 641−663.
- Bell A.J. Sejnowski T.J. An Information-Maximization Approach to Blind Separation and Blind Deconvolution Журнал. //Neural Computation. 1995 г. — Т. 7.-стр. 1129−1159.
- Berg P. Scherg M Dipole modelling of eye activity and its application to the removal of eye artefacts from the EEG and MEG Журнал. // Clin. Phys. Physiol. Meas. -1992 г. Т. 12. — стр. 49−54.
- Berger H. Uber das Elektrenkephalogramm des Menschen И. Журнал. // J. Psychol. Neurol. 1930 г. — 40. — стр. 160−179.
- Besserve M. Jerbi К., Laurent F., Baillet S., Martinerie J., Garnero L. 2007.
- Classification methods for ongoing EEG and MEG signals. Журнал. // Biol Res. -2007 г.-40.-стр. 415−437.
- Beurze S. M de Lange F. P, Toni I., Medendorp W.P. Integration of target and effector information in the human brain during reach planning. Журнал. // J Neurophysiol. 2007 г. — 97: Т. 1. — стр. 188−199.
- Blankertz В. Losch F., Krauledat M., Dornhege G., Curio G., Muller K.R. IEEE Trans. Biomed. Eng Конференция. // The Berlin brain-computer interface: Accurate performance from first-session in BCI-Naive subjects. 2008. — стр. 24 522 462.
- Bobrov P. Frolov A., Cantor C., Fedulova I., Bakhnyan M., Zhavoronkov A.
- Brain-Computer Interface Based on Generation of Visual Images Журнал. // PIos One. 2011 г. — 6: T. 6. — стр. e20674., DOI: 10.1371/journal.pone.20 674.
- Brovelli A. Ding M., Ledberg A., Chen Y., Nakamura R., Bressler S.L. Beta oscillations in a large-scale sensorimotor cortical network: directional influences revealed by Granger causality Журнал. // Proc Natl Acad Sci USA. 2004 г. -101.-стр. 9849−9854.
- Brunia C.H.M. Mocks J., Van Den Berg-Lenssen M. Correctingocular artifacts a comparison of several methods Журнал. // J Psychophysiol. — 1989 г. — 1: T. 3. -стр.1−50.
- Chatrian G.E. Petersen M.C. Lazarte J.A. he blocking of the rolandic wicket rhythm and some central changes related to movement Журнал. // Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1959 г. — стр. 497−510.
- Chichocki A. Zdunek R., Phan A.H., Shun-ichi A. Nonnegative Matrix And Tensor Factorizations Книга. [б.м.]: WIELEY, 2009. — 500 стр.
- Collins A.T. Chatrian G.E. EEG rhythms of alpha frequency in 22-months-old child after strangulation Журнал. //Neurology. 1980 г. — Т. 30. — стр. 1316−1319.
- Contreras D. Steriade M. Cellular basis of EEG slow rhythms: a study of dynamic corticothalamic relationships Журнал. // J Neurosci. 1995 г. — 15. — стр. 604−622.
- Decety J. Perani D, Jeannerod M., Bettinardi V., Tadary В., Woods R., Mazziotta J., Fazio F. Mapping motor representations with positron emission tomography Журнал. //Nature. 1994 г. — 371. — стр. 600−602.
- Dechent P. Merboldt K-D., Frahm J. Is the human primary motor cortex involved in motor imagery? Журнал. // Cognitive Brain Research. 2004 г. — 19: T. 2. — стр. 138−144.
- Delorme A. Makeig S. EEGLAB: an open source toolbox for analysis of single-trial EEG dynamics Журнал. // Journal of Neuroscience Methods. 2004 г. — 134. — стр. 9−21.
- Delorme A. Palmer J., Onton J., Oostenveld R., Makeig S. Independent EEG Sources Are Dipolar Журнал. // PLoS ONE. 2012 г. — 2: Т. 7. — стр. e30135. doi:10.1371/journal.pone.30 135.
- Destexhe A. Sejnowski T.J. Synchronized oscillation in thalamic networks: Insight from modeling studies Раздел книги. // Thalamus / авт. книги Sterriad M. Jones E.G., McCormick D.A. [б.м.]: Elsevier, 1997.
- Dornhege G. Blankertz В., Curio G. Speeding up classification of multi-channel brain-computer interfaces: common spatial patterns for slow cortical potentials Конференция.
- Eden L. Algorithms for the regularization of ill-conditioned least squares problems Журнал. // BIT Numerical Mathematics. 1977 г. — 17: Т. 2. — стр. 134−145 .
- Ersland L. Rosen G., Lundervold A., Smievoll A.I., Tillung Т., Sundberg H., Hugdahl K. Phantom limb imaginary fingertapping causes primary motor cortex activation: an fMRI study Журнал. // NeuroReport. 1996 г. — 8: Т. 1. — стр. 207 210.
- Flugel K.A. Alphakoma, Pseudoalphakoma and Alpha-Pseudokoma Журнал. // Fortschr. Neurol. Psychiatr. 1982 г. — 50. — стр. 371−386.
- Formaggio E. Storti S. F., Cerini R., Fiaschi A., Manganotti P. Brain oscillatory activity during motor imagery in EEG-fMRI coregistration Журнал. // Magnetic Resonance Imaging. 2010 г. — 28: T. 10. — стр. 1403−1412.
- Frolov A. Husek D., Bobrov P. Comparison of four classificacion methods for brain-computer interface Журнал. // Neural Network World. 2011 г. — 21: Т. 2. -стр. 101−115.
- Gaetz W. Cheyne D. Localization of sensorimotor cortical rhythms induced by tactile stimulation using spatially filtered MEG Журнал. //Neuroimage. 2006 г. -30. — стр. 899−908.
- Gastaut H.J. Bert J. EEG changes during cinematographic presentation (Moving picture activation of the EEG) Статья. // Next «Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 1954 г. — Т. 6. — стр. 433−444.
- Geselowitz D.B. On Bioelectric Potentials in an Inhomogeneous Volume Conductor Журнал. // Biophysics Jounal. 1967 г. — 7. — стр. 1−11.
- Hallett V. Fieldman J., Cohen L. G., Sadato N., Pacual-Leone A. Involvement of primary motor cortex in motor imagery and mental practice Журнал. // Behav. Brain Sci. 1994 г. — 17. — стр. 210.
- Hari R Salmelin R. Human cortical oscillations: a neuromagnetic view through the skull Журнал. // Trends Neurosci. 1997 г. — 20. — стр. 4419.
- Hinterberger T. Schmidt S., Neumann N., Mellinger J., Blankertz В., Curio G., Birbaumer N. Biomedical Engineering, IEEE Transactions on Конференция. // Brain-computer communication and slow cortical potentials. 2004. — T. 51. — стр. 1011 — 1018.
- Hochberg R.L. Serruya M. D, Friehs M.G., Mukand A.J., Saleh M., Caplan A.H., Branner A., Chen D., Penn R.D., Donoghue J.P. Neuronal ensemble control of prosthetic devices by a human with tetraplegia Журнал. // Nature. 2006 г. -442.-стр. 164−171.
- Hoffmann S. Falkenstein M. The Correction of Eye Blink Artefacts in the EEG: A Comparison of Two Prominent Methods Журнал. // PLoS ONE. 2008 г. — 3. — doi: 10.1371/journal.pone.3 004.
- Jasper H.H. Andrew H.L., Electro-encephalography III. Normal differentiation of occipital and precentral regions in man. Журнал. // Arch. Neurol. Psychiat. 1938 г.-39.-стр. 96−115.
- Jeannerod M. Neural simulation of action: a unifying mechanism for motor cognition Журнал. //Neuroimage. 2001 г. — 14: Т. 1. — стр. 103−109.
- Johnson C.R. Numerical methods for bio-electric field problems Раздел книги. // The biomedical engineering handbook / авт. книги Bronzino J.D. [б.м.]: CRC press, IEEE press, 1995.
- Jutten С. Herault J. Blind separation of sources, part I: An adaptive algorithm based on neuromimetic architecture. Журнал. // Signal Processing,. 1991 г. — 24. — стр. 1−10.
- Kachenoura A. Albera L., Senhadji L., Comon P. CA: a potential tool for BCI systems. Журнал. // IEEE Signal Processing Magazine. 2008 г. — 25: Т. 1. — стр. 57−68.
- Kellis S. Miller K., Thomson K., Brown R., House P., Greger B. Decoding spoken words using local field potentials recorded from the cortical surface Статья. // Journal of Neoural Engineering. 2007 г. — 5: Т. 7.
- Kim T.S. Zhou Y., Kim S., Singh M. IEEE Trans Nucl Sci Конференция. EEG distributed source imaging with a realistic finite-element head model: [б.н.], 2002. -Т. 49. — стр. 745−752.
- Klass S.G. Bickford R.G., Observations on the rolandic arceau rhythm Журнал. // Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1957 г. — стр. 570.
- Klonowski W Duch W, Perovic A, Jovanovic A. Some Computational Aspects of the Brain Computer Interfaces Based on Inner Music Статья. // Computational Intelligence Neuroscience. 2009 г.
- Konrad P. Shanks T. Implantable brain computer interface: Challenges to neurotechnology translation Журнал. //Neurobiol. Dis. 2010 г. — 38. — стр. 369 375.
- Kopell N. Ermentrout G.B., Whittington M.A., Traub R.D. Gamma rhythms and beta rhythms have different synchronization properties Журнал. // Proc Natl Acad Sci USA. 2000 г. — 97. — стр. 1867−1872.
- Kramer M.A. Roopun A.K., Carracedo L.M., Traub R.D., Whittington M.A., Kopell N.J. Rhythm generation through period concatenation in rat somatosensory cortex Журнал. // PLoS Comput Biol. 2008 г. — 4.
- Krepki R. Berlin Brain-Computer Interface. The HCI communication channel discovery. Журнал. // Int J Human-computer Studies. 2006 г. — 65. — стр. 460−477.
- Kybic J. Clerc M., Abboud Т., Faugeras O., Keriven R., Papadopoulo T. Medical Imaging, IEEE Transactions on Конференция. // A common formalism for the Integral formulations of the forward EEG problem. 2005. — T. 24. — стр. 12−28.
- McAuIiffe M.J. Lalonde F.M., McGarry D., Gandler W. IEEE COMPUTER-BASED MEDICAL SYSTEMS (CBMS) Конференция. // Medical Image Processing, Analysis & Visualization In Clinical Research. 2001. — стр. 381−386.
- McFarland D.J. Sarnacki W.A., Wolpaw J.R. Electroencephalographic (EEG) control of three-dimensional movement Журнал. // Journal of Neurla Engineering. -2010 г.-3 :T. 7.
- Mulder T. Motor imagery and action observation: cognitive tools for rehabilitation Журнал. // J. Neural. Transm. 2007 г. — 114: Т. 10. — стр. 1265−1278.
- Mulert С. Lemieux L. EEG fMRI: Physiological Basis, Technique, and Applications Книга. — [б.м.]: Springer, 2010. — стр. 539.
- Neuper С. Scherer R., Reiner M., Pfurtscheller G. Imagery of motor actions: differential effects of kinesthetic and visual-motor mode of imagery in single-trial EEG Журнал. //Brain. Res. Cogn. Brain. Res. 2005 г. — 25: Т. 3. — стр. 668−677.
- Neuper С. Pfurtscheller G. Motor imagery and ERD Раздел книги. // Handbook of Electroenceph. And Clin. Neurophysiol / авт. книги Pfurtscheller G. da Silva F.H.L,. 1999.
- Nicolas-Alonso L.F. Gomez-Gil J., Brain Computer Interfaces, a Review Статья. // Sensors. 2012 г. — 12. — стр. 1211−1279.
- Niedermeyer E. da Silva F.H.L, Electroencephalography, 5th Edition Книга. -[б.м.]: Lippincott Williams & Wilkins, 2005.
- Nijholt A. Lecture Notes in Computer Science Конференция. // BCI for games: A 'state of the art’survey. 2009. — T. 5309. — стр. 225−228.
- Nunez P.L. Wingeier B.M., Silberstein R.B. Spatial-temporal structures of human alpha rhythms: theory, microcurrent sources, multiscale measurements, and global binding of local networks Журнал. // Hum. Brain Mapp. 2001 г. — 13. — стр. 125 164.
- O’Doherty J.E. Lebedev A.M., Ifft J.P., Zhuang K.Z., Shokur S., Bleuler H., Nicolelis M.A.L Active tactile exploration using a brain-machine-brain interface Журнал. //Nature. 2011 г. — 479. — стр. 228−231.
- Oberman L.M. Hubbard E.M., McCIeery J.P., Altschuler E.L., Ramachandran V.S., Pineda J.A. EEG evidence for mirror neuron dysfunction in autism spectrum disorders Журнал. // Cogn. Brain Res. 2005 г. — 24: Т. 2. — стр. 190−198.
- Pascual-Marqui R.D. Michael C.M., Lehmann D. Low Resolution electromagnetic Tomography: A New Method for Localizing Electrical Activity in the Brain Журнал. // Internationl Journal of Psysiology. 1994 г. — 18. — стр. 49−65.
- Pascual-Marqui R.D. Review of methods for solving the EEG inverse problem Журнал. // International Journal of Bioelectromagnetism. 1999 г. — 1. — стр. 75−86.
- Pascual-Marqui R.D. Standardized low resolution brain electromagnetic tomography (sLORETA): technical Журнал. // Methods & Findings in Experimental & Clinical Pharmacology. 2002 г. — 24. — стр. 5−12.
- Pfurtscheller G. Neuper C. Motor imagery and direct brain-computer communication Журнал. // Proceedings of the IEEE. 2001 г. — 82: Т. 7. — стр. 1123−1134.
- Pfurtscheller G. Neuper C., Brunner C., da Silva F.H.L. Beta rebound after different types of motor imagery in man Журнал. // Neurosci. Lett. 2005 г. -378.-стр. 156−159.
- Pfurtscheller G. Neuper C., Event-related synchronization of mu rhythm in the EEG over the cortical hand area in man Журнал. // Neurosci. Lett. 1994 г. -174.-стр. 93−96.
- Pfurtscheller G. Neuper C., Krausz G. Functional dissociation of lower and upper frequency mu rhythms in relation to voluntary limb movement Журнал. // Clin. Neurophysiol. 2000 г. — 111. — стр. 1873−1879.
- Pfurtscheller G. Stancak A. Jr., Neuper C. Event-related synchronization (ERS) in the alpha band—An electrophysiological correlate of cortical idling: a review Журнал. // Int. J. Psychophysiol. 1996 г. — 24: Т. 3. — стр. 39—46.
- Pineda J.A. The functional significance of mu rhythm: Translating «seeing» and «hearing» into «doing» Журнал. // Brain Research Reviews. 2005 г. — 50. — стр. 57−68.
- Pinto D.J. Jones S.R., Kaper T.J., Kopell N. Analysis of state-dependent transitions in frequency and long-distance coordination in a model oscillatory cortical circuit Журнал. // J Comput Neurosci. 2003 г. — 15. — стр. 283−298.
- Plonsey R. Heppner D.B. Considerations of quasistationarity in electrophysiological systems Журнал. // Bulletin of Mathematical Biophysics. 1967 г. — 29: Т. 4. — стр. 657−664.
- Roopun A.K. Kramer M.A., Carracedo L.M., Kaiser M., Davies C.H., Traub R.D., Kopell N.J., Whittington M.A. Period concatenation underlies interactions between gamma and beta rhythms in neocortex Журнал. // Front Cell Neurosci. -2008 г. Т. 2. — стр. 1.
- Rougeul-Buser A. Buser P. Rhythms in the alpha band in cats and their behavioural correlates Журнал. 1997 г. — 26. — стр. 191−203.
- Rush S. Driscoll D.A. EEG Electrode Sensitivity An Application of Reciprocity Журнал. // Biomedical Engineering, IEEE Transactions on. — 1969 г. — 16: Т. 1. -стр. 15−22.
- Saleheen H. Kwong T. IEEE Transactions on Biomedical Engineering Конференция. // New Finite Difference Formulations for General Inhomogeneous Anisotropic Bioelectric Problems. 1997. — T. 44. — стр. 800−809.
- Sarvas J. Basic Mathematical and Electromagnetic Concepts of the Biomagnetic Inverse Problem Журнал. // Phys Med Biol. 1987 г. — 32: Т. 1. — стр. 11−22.
- Scherg M. Ille N., Bornfleth H., Berg P. Advanced tools for digital EEG review: virtual source montages, whole-head mapping, correlation, and phase analysis Журнал. // J Clin Neurophysiol. 2002 г. — 19.
- Scherg M. Von Cramon D. Evoked dipole source potentials of the human Журнал. // Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 1986 г. — 65. — стр. 344−360.
- Schimpf P. Ramon C., Haueisen J., IEEE Transactions on Biomedical Engineering Конференция. // Dipole models for the EEG and MEG. 2002. — T. 49. — стр. 409 418.
- Sharma N. Jones P. S., Carpenter T.A., Baron J.C. Mapping the involvement of В A 4a and 4p during Motor Imagery. Журнал. // Neuroimage. 2008 г. — 41: Т. l.-стр. 92−99.
- Sharma N. Pomeroy V. M., Baron J. C. Motor imagery: a backdoor to the motor system after stroke? Журнал. // Stroke. 2006 г. — 37: Т. 7. — стр. 1941−1952.
- Shishkin S.L. Ganin I.P., Kaplan A.Y. Event-related potentials in a moving matrix modification of the P300 brain-computer interface paradigm Статья. // Neoruscience letters. 2011 г. — 496: T. 2. — стр. 95−99.
- Solodkin A. Hlustik P., Chen E.E., Small S.L. Fine Modulation in Network Activation during Motor Execution and Motor Imagery Журнал. // Cerebral Cortex. 2004 г. — 14: T. 11. — стр. 1246−1255.
- Steriade M. Deschenes M. Intrathalamic and brainstem-thalamic networks involved in resting and alert states Раздел книги. // Cellular Thalamic Mechanisms / авт. книги Bentivoglio V. Spreafico R. [б.м.]: Elsevier, 1988.
- Steriade M. Deschenes M. The thalamus as a neuronal oscillator Журнал. // Brain Res. Rev. 1984 г. — 8. — стр. 1−63.
- Steriade M. Llinas R.R. The functional states of the thalamus and the associated neuronal interplay Журнал. // Physiol. Rev. 1988 г. — 68. — стр. 649−742.
- Storm Leeuwen W. Arntz A., Spoelstra P., Wieneke G.H. The use of computer analysis for diagnosis in routine electroencephalography Журнал. // Rev. EEG Neurophysiol. 1976 г. — T. 2. — стр. 318−327.
- Ulloa E. Pineda J.A. Recognition of point-light biological motions: Mu rhythm and mirror neuron activity Журнал. // Behavioural Brain Reserch. 2007 г. — 183. — стр. 188−194.
- Velliste M. Perel S., Spalding M.C., Andrew S. Whitford A. S, Schwartz A.B.
- Cortical control of a prosthetic arm for self-feeding Статья. // Nature. 2008 г. -453.-стр. 1098−1101.
- Vidal J. Real-time detection of brain events in EEG Журнал. // IEEE Proc. 1977 г. — 65. — стр. 633−664. — Special issue on Biological Signal Processing and Analysis.
- Vidal J. Towards direct brain-computer communication Журнал. // Annu Rev Biophys Bioeng. 1973 г. — Т. 2. — стр. 157−180.
- Von Krosigk M. Bal Т., McCormick D.A. Cellular mechanisms of a synchronized oscillation in the thalamus Журнал. // Science. 1993 г. — 261. — стр. 361−364.
- Von Stein A. Chiang C., Konig P. Top-down processing mediated by interareal synchronization Журнал. // Proc Natl Acad Sci USA. 2000 г. — 97. — стр. 1 474 814 753.
- Witham C.L. Baker S.N. Network oscillations and intrinsic spiking rhythmicity do not covary in monkey sensorimotor areas Журнал. // J Physiol. 2007 г. — 580. -стр. 801−814.
- Wolpaw J.R. McFarland D. Control of a two-dimensional movement signal by a noninvasive brain-computer interface in humans Статья. // Proc Natl Acad Sci USA. 2004 г. — 101: Т. 51. — стр. 17 849−17 854.
- Wolters C.H. Anwander A., Tricoche X., Weinstein D., Koch M.A., MacLeod
- Yanagisawa Т. Hirata M., Saitoh Y., Kishima H., Matsushita K., Goto Т., Fukuma R., Yokoi H., Kamitani Y., Yoshimine T. Electrocorticographic control of a prosthetic arm in paralyzed patients Статья. // Annals of Neurology. 2012 г. -71.-стр. 353−361.
- Yao D He В. A self-coherence enhancement algorithm and its application to enhancing three-dimensional source estimation from EEGs Журнал. // Annals of Biomedical Engineering. 2001 г. — 29. — стр. 1019−1027.
- Zhao Q. Zhang L., Cichocki A. Acoustics, Speech and Signal Processing, ICASSP. IEEE International Conference on Конференция. // Multilinear generalization of Common Spatial Pattern. 2009. — стр. 525 — 528.
- A.H. Тихонов О приближенных системах линейных алгебраических уравнений Журнал. // Журн. вычисл. матем. и математической физ. 1980 г. — 20: Т. 6. -стр. 1373−1383.
- Бахвалов Н. С. Жидков Н.П., Кобельков Г.М Чиленные методы Книга. -[б.м.]: Лаборатория Базовых Знаний, 2003. стр. 632.
- Бобров П. Д. Коршаков А.В., Рощин В. Ю., Фролов А. А. Байесовский подход к реализации интерфейса мозг-компьютер, основанного на представлении движений Журнал. // Журнал высшей нервной деятельности. 2012 г. — 62: Т. 1. — стр. 89−99.
- Введенский В. Л. Ожогин В.И. Сверхчувствительная магнитометрия и биомагнетизм Книга. [б.м.]: М. Наука, 1986. — стр. 199.