Elektriska och magnetiska hjärnvågor av sju försökspersoner under tre experimentella förhållanden registrerades i syfte att känna igen vilka ett av sju ord som bearbetades. Analysen bestod av genomsnittliga överförsök för att skapa prototyper och provprover, för vilka båda Fourier transforms applicerades, följt av filtrering och en omvänd omvandling till tidsdomänen. De filter som användes var optimala prediktiva filter, valda för varje ämne och tillstånd. Erkännandegraden, som grundar sig på ett kriterium med minst kvadrater, varierade kraftigt, men alla utom en av 24 var betydligt annorlunda än slumpen. De två bästa var över 90%. Dessa resultat visar att hjärnvågor innehåller omfattande information om det ord som bearbetas under experimentella förhållanden av medveten medvetenhet. Under de senaste två decennierna har nya metoder för att avbilda hjärnaktivitet (positronemissionstomografi, funktionell magnetisk resonanstomografi och magnetoencefalografi (MEG)) förstärkt äldre metoder såsom elektroencefalografi (EEG) för att dramatiskt öka vår kunskap, särskilt om var i hjärnan olika typer av aktivitet förekommer (1-5). Ökad kunskap om tidsföljden av aktivitetens placering, som vid muntlig namngivning av ett visuellt objekt, har också varit betydande (6). Å andra sidan saknas de detaljerade analyserna av hur eller vilken information som behandlas av hjärnan, på nästan alla nivåer, fortfarande mestadels (11), bortsett från vissa framgångar i fråga om enkel klassificering av psykiskt tillstånd (7, 8) och EEG-baserad mänsklig datorkommunikation (9, 10). Tidiga försök att klassificera genomsnittliga EEG-vågformer i samband med talproduktion går tillbaka till 1967 (12). Senare upptäcktes det emellertid (13) att kantnoterade potentialer före och medföljande tal i första hand representerar volymledd aktivitet från muskulatur som är involverad i talproduktion. I den aktuella studien var vi noga med att utesluta bidrag från muskelrörelser i hörselförståelse och inre talförhållanden. Den forskning som redovisas här är tänkt att vara ett definitivt positivt, även om det är begränsat, steg mot att ge en sådan analys av hjärnvågsaktivitet som avbildas av EEG och MEG. Den korta beskrivningen av vårt tillvägagångssätt är enkel. Vi analyserar hjärnvågor för att känna igen ordet som bearbetas. Den allmänna metodiken liknar taligenkänning, men nästan alla detaljer är olika. När det gäller prestation är vi på en nivå som är jämförbar med nivån för taligenkänning i början (14, 15). För försökspersonerna S1-S5, utfördes EEG- och MEG-inspelningar samtidigt i ett magnetiskt skyddat rum i Magnetic Source Imaging Laboratory (Biomagnetic Technology, San Diego) inrymt i Scripps Institute of Research. Sexton EEG-sensorer användes. Specifikt, sensorerna, med hänvisning till genomsnittet av vänster och höger masoider, var fästa i hårbotten av ett ämne (F7, T3, T5, FP1, F3, C3, P3, Fz, Cz, FP2, F4, C4, P4, F8, T4 och T6); sensorer FP1, Fz och FP2 användes inte med S1 och S2. Två elektrookulogramsensorer, som refererades till varandra, användes för att övervaka ögonrörelser. Magnes 2500 WH Magnetic Source Imaging System (Biomagnetic Technology) med 148 supraledande kvant interferenssystem sensorer användes för att registrera magnetfält nära hårbotten. Sensorerna är ordnade som en hjälm som täcker hela hårbotten av de flesta av försökspersonerna. Bandbredden för inspelningen var från 0,1 Hz till 200 Hz med en provtagningshastighet på 678 Hz. För de två första försökspersonerna registrerades 0,5-s prestimulus baslinje, följt av 2,0-s inspelning efter det att stimulansen började. För de övriga tre försökspersonerna var baslinjeregistreringen 0,3 s, följt av 1,2-s registrering efter stimulansens början. En Amiga 2000 dator användes för att presentera hörselstimuli (digitaliserat tal vid 22 kHz) för motivet via flygplanshörlurar med långa plaströr. Stimulanstiden var omkring 300 ms. Stimulus debutasynkroni varierade från 2,5 till 2,7 s för de två första försökspersonerna, och från 1,5 till 1,7 s för de övriga tre försökspersonerna. För att minska alfavågen i detta tillstånd placerades en naturbild framför motivet. Han ombads titta på bilden under inspelningen. De visuella stimulina genererades på Amiga-datorn utanför det magnetiskt skyddade rummet och projicerades till motivets främre synfält med hjälp av ett optiskt spegelsystem. Varje ord presenterades för 200 ms, föregick och följt av dynamiska slumpmässiga bullermasker. Stimulus debutasynkroni var detsamma som i hörselförståelsetillståndet. För försökspersonerna S6 och S7 samlades data in med hjälp av ett 64-kanaligt NeuroScan EEG-system vid Palo Alto (CA) Department of Veterans Affairs Health Care System. Försökspersonerna bar en 64-kanalig tennelektrodhätta som täckte hela hårbotten under experimentet. Elektroderna kopplades till två 32-kanals SynAmps-förstärkare med de länkade öronen som referenselektrod. Bandbredden var inställd från DC till 200 Hz. med en provtagningshastighet på 500 Hz. Stimulansförhållandena liknade dem för S1 och S2. Försökspersonerna S1-S5, fem normala manliga infödda engelska talare, 25 till 40 år, fyra högerhänta och en vänsterhänt, kördes under två eller tre olika förhållanden, med samtidig 16-sensor EEG och 148-sensor MEG inspelningar av hjärnaktivitet i varje tillstånd. De observationer som registrerades var av elektriskt (EEG) eller magnetiskt (MEG) fältamplitud var 1,47 ms för varje sensor. Två andra manliga ämnen, S6 och S7, den första en 30-årig infödd talare av Kinesiska men med utmärkt kommando över Engelska och den andra en 75-årig infödd talare av Engelska, kördes i ett tillstånd med 64-sensor EEG inspelningar varje 2,0 ms.
I REF har det visat sig att isolerade ord kan kännas igen baserat på EEG- och MEG-inspelningar.
Brain wave recognition of words
{'venue': 'Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America', 'journal': 'Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America', 'mag_field_of_study': ['Computer Science', 'Medicine']}