ارزیابی خستگی با استفاده از ویژگی‌های فرکانسی در رابط‌ مغز-رایانه مبتنی بر ssvep

برای این که کاربرد رابط مغز-رایانه (bci) مبتنی بر پتانسیل برانگیخته‌ی بینایی حالت ماندگار (ssvep) از آزمایشگاه به زندگی واقعی منتقل شود، خستگی به عنوان یک چالش جدی مطرح است. اجرای طولانی‌مدت فرمان‌ها در یک سیستم bci می‌تواند منجر به خستگی ذهنی سوژه و در نتیجه ایجاد نارضایتی و کاهش کارایی سیستم شود. اولین قدم برای کاهش اثرات نامطلوب خستگی، داشتن شاخصی کمی برای خستگی است. اگر چه شاخص‌های فرکانسی جزء پرکاربردترین شاخص‌های ارزیابی خستگی است اما نتایج پژوهش‌های پیشین در این زمینه با یک‌دیگر هم‌سو نیستند. از این رو جای بررسی دقیق و جامعی برای چگونگی اثر خستگی بر شاخص‌های فرکانسی خالی است. در این مقاله تمام شاخص‌های فرکانسی خستگی معرفی شده در مطالعات گذشته و دامنه‌ی طیف زیرباندهای فرکانسی به طول 1، 2 و 4 هرتز برای اولین بار به منظور بررسی دقیق‌تر، ارزیابی شده است. بدین منظور تحریک بینایی با استفاده از 9 نشانه با فرکانس‌های مختلف برای سوژه‌ها نمایش داده شده و از آن‌ها خواسته شده است که به نشانه‌ی هدف توجه کنند. تحریک بینایی به صورت پیوسته و بدون استراحت بوده تا از خسته شدن سوژه‌ها در انتهای آزمون اطمینان حاصل شود. به منظور ارزیابی خستگی، از شاخص‌های فرکانسی متوسط دامنه‌ی باندهای فرکانسی تتا، آلفا، بتا و بخش‌های باند فرکانسی 4-30 هرتز با گام‌های 1، 2 و 4 هرتز استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهد که متوسط دامنه‌ی باند فرکانسی 8-9 هرتز شاخص مناسب‌تری برای ارزیابی خستگی است. این ویژگی به دلیل عدم تمرکز سوژه و تلاش ذهنی برای حفظ سطح هوشیاری بیش‌ترین تغییرات را با خستگی دارد.

fatigue assessment using frequency features in ssvep-based brain-computer interfaces

a significant challenge in moving ssvep-based bcis from the laboratory into real-life applications is that the user may suffer from fatigue. prolonged execution of commands in a bci system can cause mental fatigue and, as a result, create dissatisfaction in the user and reduce the system's efficiency. the first step to studying and ultimately reducing the destructive effects of fatigue is to identify the level of fatigue. although frequencyindices have been used for fatigue evaluation, the results of previous research in this field are inconsistent. therefore, there is no detailed and comprehensive investigation of how fatigue affects frequency indices. in this paper, the evaluation of frequency-domainfatigue indicators has been done accurately and comprehensively. for this purpose, nine visual stimuli with different flickering frequencies were displayed to the subject, and they were asked to pay attention to the target cue. the visual stimulation presented continuously, without rest to ensure that the fatigue occurs at the end of the test. mean amplitude of theta, alpha, and beta bands, and 4-30 hz frequency band segments with 1 hz, 2 hz, and 4 hz steps were evaluated as fatigue indices. the results show that themean amplitude of the frequency band of 8-9 hz is more suitable for fatigue evaluation.this index has the most changes with fatigue in a state of wakeful relaxation of the subject and the mental effort to maintain the level of alertness in the fatigue state.