خستگی در پارادایم‌های رابط مغز-رایانه: یک مطالعه مقایسه‌ای

نویسندگان

1 دانشگاه سمنان

2 عضو هیات علمی

doi
10.22041/ijbme.2025.2059978.1980
چکیده

رابط مغز-رایانه (BCI) با تفسیر فعالیت‌های مغزی، کنترل دستگاه‌های خارجی را بدون نیاز به حرکت فیزیکی ممکن می‌سازد. در این بین الکتروانسفالوگرام به علت غیرتهاجمی بودن، وضوح زمانی بالا بیشتر مورد استفاده است. BCI شامل سه پارادایم اصلی پتانسیل برانگیخته مرتبط با رویداد (ERP)، تصور حرکتی (MI) و پتانسیل برانگیخته بینایی حالت ماندگار (SSVEP) است. امروزه از BCI در کاربردهای عملی استفاده می‌شود. یکی از چالش‌های استفاده طولانی‌مدت از BCI در کاربردهای عملی، خستگی کاربر است. تاکنون خستگی در پارادایم‌های مختلف BCI به شیوه‌ای نظام‌مند با یکدیگر مقایسه نشده‌اند. این پژوهش با استفاده از نشانگرهای فرکانسی به دست آمده از سیگنال‌های الکتروانسفالوگرام قبل و بعد از انجام وظایف، تاثیر خستگی را در پارادایم‌های مختلف مقایسه می‌کند. نشانگرها از سه الکترود Oz، Cz و Fz که در مکان‌های مختلفی بر روی سر قرار دارند با یکدیگر مقایسه شدند. یافته‌ها نشان می‌دهد خستگی ناشی از انجام وظایف باعث افزایش تمامی نشانگرهای فرکانسی در هر سه الکترود می‌شود. درحالی که استراحت به کاهش آن‌ها منجر می‌شود. هرچه مدت استراحت طولانی‌تر باشد، این کاهش بیشتر است، برای پایگاه داده مورد استفاده زمان اختصاص‌یافته برای استراحت کافی نبود تا سطح خستگی کاربران به حالت اولیه بازگردد. همچنین، مقایسه پارادایم‌ها نشان داد MI بیشترین میزان خستگی را ایجاد می‌کند و پس از آن به ترتیب ERP و SSVEP قرار دارند. با استفاده از معیار نرخ انتقال اطلاعات (ITR) برای مقایسه، SSVEP دارای بالاترین ITR در مقایسه با دیگر پارادایم‌های BCI است. بالاترین مقدار ITR و خستگی کمتر کاربران در انجام وظایف SSVEP باعث شده این پارادایم به عنوان مناسب‌ترین گزینه برای کاربردهای عملی مطرح شود.