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 1. Grundlagen Elektroenzephalogramm (EEG): Signalentstehung, Signaleigenschaften, Messmethoden.   1. Grundlagen EEG: Signalentstehung, Signaleigenschaften, Messmethoden.
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 1. Grundlagen Brain-Computer Interfaces (BCI). Vorstellung existierender BCI Anwendungen, die auditorische ERP Signale nutzen.
 1. Praktische Nutzung von ERP Signalen: notwendige Signalvorverarbeitung und Klassifikatortraining.		  1. Grundlagen BCI. Vorstellung existierender BCI Anwendungen, die auditorische ERP Signale nutzen.
 1. Praktische Nutzung von ERP Signalen: Signalvorverarbeitung durch Frequenzfilterung
 1. Praktische Nutzung von ERP Signalen: Signalvorverarbeitung durch räumliche Filterung
 1. Praktische Nutzung von ERP Signalen: Klassifikation mit Methoden des Maschinellen Lernens

Topics in Brain-Computer Interfacing

Termine und Informationen

Es handelt sich um ein Blockseminar im Umfang von 2 SWS. Beantragt ist die Anerkennung als Modul mit 3 ECTS.

Erster Termin für Themenvergabe

Dienstag, 11.4.2011, 10h-12h, Franklinstr. 28/29, Raum FR 6046

Weitere Termine und Raum

Nach Absprache

Dozent

Dr. Michael Tangermann

Sprechzeiten

nach Vereinbarung

Themen

Ein Brain-Computer Interface (BCI) soll gelähmten Menschen die Steuerung einer einfachen Computeranwendung oder eines Geräts ermöglichen, auch wenn sie keine willkürliche Muskelkontrolle mehr besitzen. Dazu werden die Hirnsignale des BCI-Benutzers (z.B. Signale des Elektroenzephalogramms, EEG) abgelesen und in Echtzeit durch Methoden des Maschinellen Lernens als Steuersignale für verschiedene Anwendungen interpretiert. Die Forschung im BCI-Bereich ist noch sehr jung und expandiert stark. Wir möchten in diesem Seminar Gelegenheit geben, sich mit den Grundprinzipien eines BCI Systems vertraut zu machen. Zudem werden BCI-Systeme, die auf sogenannten auditorischen ERPs (event related potentials) des EEG-Signals basieren, genauer analysiert, und die Grundlagenforschung zu auditorischen ERP-Signalen aufgearbeitet.

Die Seminarteilnehmer wählen aus den folgenden Themen, die individuell vorbereitet und an Sammelterminen präsentiert werden:

  1. Grundlagen EEG: Signalentstehung, Signaleigenschaften, Messmethoden.
  2. Physiologische Grundlagen von auditorischen ERPs (1): beteiligte Areale und ERP Abfolge für ein einfaches Oddball-Paradigma.
  3. Physiologische Grundlagen von auditorischen ERPs (2): beteiligte Areale und ERP Abfolgen für komplexere auditorische ERP-Paradigmen.
  4. Grundlagen BCI. Vorstellung existierender BCI Anwendungen, die auditorische ERP Signale nutzen.
  5. Praktische Nutzung von ERP Signalen: Signalvorverarbeitung durch Frequenzfilterung
  6. Praktische Nutzung von ERP Signalen: Signalvorverarbeitung durch räumliche Filterung
  7. Praktische Nutzung von ERP Signalen: Klassifikation mit Methoden des Maschinellen Lernens
  8. Einfluss der zentral wirkenden Stoffe Nikotin, Koffein und Alkohol auf ERP Signale.
  9. Einfluss des Alkoholismusrisikos auf ERP-Signale.

In der Vorbesprechung wird Literatur für die einzelnen Themen ausgegeben.

Zudem können folgende Überblicksarbeiten einen ersten Einblick in das Thema geben:

  • Michael Tangermann. Feature Selection for Brain-Computer Interfaces. Dissertation, Universität Tübingen, 2007. pdf

  • Benjamin Blankertz, Steven Lemm, Matthias Sebastian Treder, Stefan Haufe, and Klaus-Robert Müller. Single-trial analysis and classification of ERP components -- a tutorial. Neuroimage, 2010. pdf

  • John Polich and Albert Kok. Cognitive and biological determinants of P300: an integrative review. Biological Psychology 41, p.103-146. 1995.

  • Salil H. Patel1 and Pierre N. Azzam. Characterization of N200 and P300: Selected Studies of the Event-Related Potential. Int J Med Sci. 2005; 2(4): 147–154. 2005. pdf

IDA Wiki: Main/SS11_BCISeminar (last edited 2011-05-27 14:03:02 by MichaelTangermann)