Beyin-bilgisayar ara yüzü tasarımı
Brain-computer interface design
Yazar: ALAATTİN SAYIN
Danışman: PROF. DR. AYDIN AKAN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Biyomedikal mühendisliği = Biomedical engineering ; İşaret işleme = Signal processing

Özet:
Beyin-bilgisayar arayüzü (BBA) bir tür iletişim sistemidir. Bu iletişim sisteminde, bireyin dış dünyaya gönderdiği iletiler ve komutlar beynin normal çıktı yolları olan çevre sinirlerden ve kaslardan değil de beyin etkinliğinin algılandığı ve yorumlandığı bir sistemden oluşması amaçlanır. Bu amaçla tasarlanmış sistemlere BBA denir. Bu sistemlerde elektroensefalografi (EEG), fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI), pozitron emisyon tomografisi (PET), gibi teknikler kullanılabilir. Ancak şimdiye dek BBA çalışmalarında yoğun olarak kullanılmış olan teknik EEG'dir. Bu çalışmada da EEG kullanılarak, mevcut teknikler incelenip, yeni analiz tekniklerinin oluşturulması hedeflenmektedir. Böylece daha iyi yorumlanabilen ve daha hızlı çalışan bir BBA tasarlanabilir.Bu çalışmada öncelikli olarak beyin hücrelerinin fizyolojik yapısının araştırılması yapılmış, EEG sinyallerinin nasıl oluştuğu ve ölçüldüğü konusu incelenmiştir. Bunun sonunda BBA'da kullanılacak olan işaretler hakkında bilgi edinilmiştir.Bir sonraki aşamada uyarılmış potansiyeller hakkında gerekli inceleme yapılmış ve kullanılacak öznitelik çıkarma konusunda araştırma yapılarak BBA'da kullanılacak sisteme karar verilmiştir. Bu aşamada koherans analizi hakkında araştırma yapılmıştır.Bu araştırmalar sonunda oluşturulan BBA'da kullanılacak veriler daha önce yapılmış çalışmalardaki verilerden seçilmiştir. Bunun sebebi de burada oluşturulan sistem ile daha önce oluşturulan sistemler arasındaki farkı daha iyi görebilmek ve sonuçları karşılaştırmaktaki tutarlılık olmuştur.Sonuç olarak burada kullandığımız analiz yöntemi daha önceki araştırmalardan farklı ve daha yeni bir sistem olduğu için, elde ettiğimiz sonuçların gelecekte bu konuda yapılacak çalışmalara ışık tutacağı düşünülmektedir.

Abstract:
Brain - Computer Interface (BCI) is a kind of communication system. In this communication system, outputs and commands do not transmit out world via normal pathways or organs but that system by recognizing and analyzing brain activity. Electroencephalography (EEG), functional magnetic resonance imaging (fMRI), positron emission tomography (PET) and such techniques can be used in these systems. However, in retrospect the most common technique is been EEG. In this study, we aimed to produce new analysis technique uses EEG by investigating existent analyzing techniques. So a much faster and brainier BCI systems can be designed.In this study, we first investigate the physiological structures of brain cells and formation and measuring EEG signals. So information about signals which can be used in a BCI system has obtained.On the next step, some features extraction methods and evoked potentials was investigated and a decision on which features could be used in such system was made. In this step Coherency analysis was researched.At the end of this investigation process, data of which would be used in the BCI system was chosen from a databank. So we would have the opportunity to compare our results with retrospect much more convenient.In conclusion, the analysis method which we used in this study, is assumed to be a different and new point of view and hopefuly it will guide the researchers working in this field.