Comunicación basada en el componente P300 de los potenciales relacionados con eventos: propuesta de una matriz con imágenes / Communication based on the p300 component of event-related potentials: a proposal for a matrix with images

RESUMEN

Introducción. Desde hace más de dos décadas diversos grupos de investigación han intentado desarrollar un dispositivo denominado ‘interfaz cerebro-computadora’ (BCI), para que puedan utilizarla personas que sufren de alteraciones motrices graves tales como el síndrome de locked in, mediante el uso de su actividad electroencefalográfica registrada mientras son estimulados visualmente. Objetivo. Obtener el componente P300 producido por intensificaciones de imágenes dispuestas en una matriz en un paradigma de tipo oddball, en dos modalidades de selección dirigida y libre. Sujetos y métodos. Participaron 12 voluntarios sanos que fueron visualmente estimulados con una matriz de 5 × 5 imágenes con fines de comunicación, mientras se registraron sus potenciales relacionados con eventos en tres derivaciones (Fz, Cz y Pz). Se realizaron análisis fuera de línea para obtener el componente P300 producido por las intensificaciones aleatorias por renglón y por columna que contenían las imágenes blanco. Resultados. En ambas modalidades (dirigida y libre), todos los participantes generaron de forma fiable el componente P300. Las selecciones se confirmaron a través de la comparación de los P300 en el renglón y la columna de cada imagen blanco. En la modalidad libre, se observó una mayor activación incluyendo las áreas frontales. En la latencia, no se observaron diferencias significativas. Conclusión. Se identificaron las selecciones de la matriz de 5 × 5 de todos los participantes mediante los P300 producidos. En el presente estudio, el empleo de imágenes en lugar de letras puede incrementar la tasa de comunicación en una BCI basada en el componente P300

ABSTRACT

Introduction. For more than two decades, several research groups have tried to build a device called ‘brain computer interface’ (BCI) to make it available for people having several disabilities such as the locked in syndrome through the use of the recording of electroencephalography activity while the patients are being visually stimulated. Aim. To obtain a P300 component elicited by intensifications of images arranged in a matrix in an oddball paradigm in two selection modes assigned and free. Subjects and methods. A 5 × 5 matrix for communication purposes was used to visually stimulate 12 volunteers while their event related potentials were recorded in three leads (Fz, Cz and Pz). Off-line analyses were performed to obtain the P300 component which was elicited by targets images intensified randomly by rows or columns. Results. In both modalities assigned and free, all volunteers generated a reliable P300 component. Confirmation of the selected images was made through a comparison of the P300 when each target, row and column matched. In the free selection mode, higher amplitude and a broader activation including frontal leads was observed. No significant differences in the P300 latency were found. Conclusion. In all volunteers the elicited P300 allows the identification of the selected images in the 5 × 5 matrix. In the present study the use of drawings representing ideas instead of letters might increase the communication rate in a P300-based BCI