Метод удаления глазодвигательных артефактов на ЭЭГ человека при распознавании неоднозначного зрительного образа

Аннотация

Постановка проблемы: электроэнцефалография является незаменимым методом функционального исследования головного мозга человека. Однако регистрируемые данные неизбежно содержат помехи технической, нейрогенной и физиологической природы, в частности, мощные артефакты, вызванные движениями глаз. Существует множество методов удаления глазодвигательных помех, но они редко используются в повседневной практике из-за высокой вычислительной сложности в комплексе с высоким риском ошибки определения момента появления артефактов. Цель исследования: создание и апробация нового метода удаления глазодвигательных артефактов на электроэнцефалографических данных. Результаты: разработан новый метод удаления глазодвигательных артефактов на электроэнцефалографических данных с использованием электроокулографии. Метод базируется на предположении о независимости сигналов окулографии и электроэнцефалографии, что дает возможность вычитания сигнала движения глаз из электроэнцефалографических данных на основе применения ортогонального преобразования Грамма - Шмидта. Метод показал высокую эффективность удаления артефактов на электроэнцефалографии, вызванных спонтанными движениями глазных яблок (порядка 95-97 % у 15 испытуемых). Эффективность удаления глазодвигательных артефактов на электроэнцефалографии снижалась во время распознавания зрительного образа неоднозначного объекта (куба Неккера). Практическая значимость: данный метод может быть рекомендован для работы в автоматическом режиме онлайн в задачах, не связанных с зрительно-ориентированной когнитивной деятельностью. Рассогласование между сигналами электроэнцефалографии и электроокулографии, обнаруженное во время распознавания зрительного образа куба Неккера, может являться индикатором когнитивной нагрузки и может быть в перспективе использовано в интерфейсах «мозг-компьютер».