Sistema de comunicação baseado em potenciais evocados visualmente

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Costa, Thiago Bulhões da Silva, 1984-
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1638768
Resumo: Orientador: Romis Ribeiro de Faissol Attux
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spelling Sistema de comunicação baseado em potenciais evocados visualmenteCommunication system based on visually evoked potentialsInterfaces cérebro-computadorPotenciais evocadosCapacidade do canalBrain-computer interfaceEvoked potentialsChannel capacityOrientador: Romis Ribeiro de Faissol AttuxTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: Uma interface cérebro-computador (BCI, do inglês brain-computer interface) representa, em neurociência, toda uma variedade de sistemas de comunicação que possibilitam a conexão de atividades cerebrais com instruções de máquina, de tal forma que essa ligação ocorra sem a intermediação dos nervos e dos músculos. Curiosamente, essa definição se atém mais à interação entre o cérebro e o computador do que à informação veiculada do primeiro para o segundo. Isso presumivelmente ocorre porque ela não abrange um modelo de sistema de comunicação propriamente dito e não especifica de que maneira a mencionada interação se configura nos elementos e limites de um tal modelo. Nesse sentido, esta tese busca desenvolver e caracterizar um sistema de comunicação baseado em potenciais evocados visualmente (VEPs, do inglês visually evoked potentials). Esses potenciais, em geral registrados com eletroencefalografia (EEG), são reações naturais do sistema visual suscitadas ao incidir ¿ de forma controlada e precisa ¿ estimulação fótica nos olhos. Em particular, os VEPs estacionários (SSVEPs, do inglês steady-state VEPs) ocorrem em resposta à incidência de estímulos periódicos ¿ produzidos com intervalos de milissegundos (oscilações visuais) ¿ e se manifestam, no sinal de EEG, como picos de ressonância no domínio espectral, identificados por suas frequências e fases casadas com as das estimulações que os geram. Isso indica que, em princípio, uma mensagem qualquer ¿ se adequadamente modulada por esses estímulos visuais ¿ pode ser enviada através do sistema visual e pode ser recuperada a partir do sinal de EEG, com técnicas de processamento e de identificação de SSVEPs. A partir da caracterização desse sistema, duas propostas conceituais são verificadas experimentalmente: a de que o sistema visual desempenha o papel de um canal de comunicação digital e a de que, por meio de um procedimento de avaliação desse canal, é possível descobrir as frequências mais adequadas para a transmissão de mensagens por eleAbstract: A brain-computer interface (BCI) represents, in neuroscience, a variety of communication systems that allow to connect brain activities with machine instructions, in such a way that this connection occurs without the intermediation of nerves and muscles. Interestingly, this definition is more closely related to the interaction between brain and computer than to the information conveyed from the former to the latter. This presumably occurs because the BCI concept does not encompass itself a model of a communication system and does not specify how that interaction is configured within the elements and boundaries of such a model. In this sense, this thesis seeks to develop and characterize a communication system based on visually evoked potentials (VEPs). These potentials, usually recorded with electroencephalography (EEG), are natural reactions of the visual system that are generated by focusing - in a controlled and precise manner - photic stimulation in the eyes. In particular, steady-state VEPs (SSVEPs) occur from the incidence of periodic stimuli ¿ produced at millisecond intervals (visual oscillations) ¿ and manifest in the EEG signal as resonant peaks in the spectral domain, identified by their frequencies and phases matched with the stimulations that generate them. This indicates that in principle any message - if properly modulated by these visual stimuli - can be sent through the visual system and can be retrieved from the EEG signal using SSVEP identification techniques. From the characterization of this system, two conceptual proposals are experimentally verified: that the visual system plays the role of a digital communication channel and that, through a procedure of assessment of this channel, it is possible to uncover the most suitable frequencies for the transmission of messages through itDoutoradoEngenharia de ComputaçãoDoutor em Engenharia ElétricaCAPES[s.n.]Attux, Romis Ribeiro de Faissol, 1978-Suyama, RicardoPanazio, Cristiano MagalhãesLopes, Renato da RochaBoccato, LevyUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASCosta, Thiago Bulhões da Silva, 1984-20202020-01-29T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (123 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1638768COSTA, Thiago Bulhões da Silva. Sistema de comunicação baseado em potenciais evocados visualmente. 2020. 1 recurso online (123 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1638768. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1128719Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2020-05-27T16:34:35Zoai::1128719Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2020-05-27T16:34:35Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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