Publicação
Decoding phonemes based on brain activity measured with functional MRI at 7 T
| Resumo: | Interfaces cérebro-computador (brain-computer interfaces ou BCI) têm o potencial para oferecer um meio de comunicação para indivíduos que sofrem que síndrome de encarceramento (locked in syndrome). Vários estudos revelam que os mecanismos motores responsáveis pela produção de fonemas individuais estão representados detalhadamente no córtex motor e sensorial. Teoricamente, poderá ser possível descodificar discurso fluente, treinando classificadores com a atividade neuronal de fonemas individuais presente nesta região do córtex. Este estudo investigou a possibilidade de descodificar fonemas produzidos individualmente e em pares (produzidos consecutivamente com um segundo de intervalo) a partir da atividade no córtex sensorial e motor. Quinze sujeitos participaram numa sessão de ressonância magnética funcional 7 T na qual pronunciaram 3 fonemas diferentes e 3 combinações de 2 fonemas. Os fonemas individuais e em pares foram classificados significativamente com support vector machines (SVM). Para além disso, os pares de fonemas foram classificados treinando os classificadores apenas com a atividade de fonemas individuais com uma precisão de 53% (33% probabilidade de acaso). Este resultado é relevante para provar que a atividade de fonemas individuais está presente na atividade de fonemas produzidos consecutivamente. Os resultados da análise SVM searchlight demonstrou que a informação local utilizada para classificar as diferentes condições é bastante limitada, indicando que a informação relevante está amplamente distribuída na região ventral do córtex motor e sensorial. O presente estudo contribui para demonstrar a possibilidade de desenvolver uma BCI baseada em fonemas individuais. É necessário mais investigação para determinar se é possível descodificar palavras com este sistema. |
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| Autores principais: | Vitória, Maria de Araújo Nobre Duarte |
| Assunto: | Imagem por ressonância magnética funcional Interfaces cérebro-computador Descodificação do discurso Fonemas Neurociências Teses de mestrado - 2022 |
| Ano: | 2022 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade de Lisboa |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | Repositório da Universidade de Lisboa |
| Resumo: | Interfaces cérebro-computador (brain-computer interfaces ou BCI) têm o potencial para oferecer um meio de comunicação para indivíduos que sofrem que síndrome de encarceramento (locked in syndrome). Vários estudos revelam que os mecanismos motores responsáveis pela produção de fonemas individuais estão representados detalhadamente no córtex motor e sensorial. Teoricamente, poderá ser possível descodificar discurso fluente, treinando classificadores com a atividade neuronal de fonemas individuais presente nesta região do córtex. Este estudo investigou a possibilidade de descodificar fonemas produzidos individualmente e em pares (produzidos consecutivamente com um segundo de intervalo) a partir da atividade no córtex sensorial e motor. Quinze sujeitos participaram numa sessão de ressonância magnética funcional 7 T na qual pronunciaram 3 fonemas diferentes e 3 combinações de 2 fonemas. Os fonemas individuais e em pares foram classificados significativamente com support vector machines (SVM). Para além disso, os pares de fonemas foram classificados treinando os classificadores apenas com a atividade de fonemas individuais com uma precisão de 53% (33% probabilidade de acaso). Este resultado é relevante para provar que a atividade de fonemas individuais está presente na atividade de fonemas produzidos consecutivamente. Os resultados da análise SVM searchlight demonstrou que a informação local utilizada para classificar as diferentes condições é bastante limitada, indicando que a informação relevante está amplamente distribuída na região ventral do córtex motor e sensorial. O presente estudo contribui para demonstrar a possibilidade de desenvolver uma BCI baseada em fonemas individuais. É necessário mais investigação para determinar se é possível descodificar palavras com este sistema. |
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