Основным назначением интерфейса мозг-компьютер (ИМК) является создание устройств для реабилитации пациентов с тяжелыми заболеваниями центральной и периферической нервных систем. К подобного рода устройствам относятся:
В системах нейрокомпьютерного интерфейса используются либо биопотенциалы мозга, зарегистрированные с поверхности головы человека, либо биопотенциалы, снимаемые непосредственно с коры головного мозга или от отдельных нейронов глубинных структур мозга. В первом случае ИМК называются неинвазивными, во втором – инвазивными.
Любой ИМК реализует следующие стадии обработки нейрофизиологических данных:
На завершающем этапе результаты классификации преобразуются в команду внешнему техническому устройству.
Детектирование по записи ЭЭГ состояний синхронизации и десинхронизации сенсомоторных ритмов осложняется тем, что сигнал, регистрируемый с электродов, содержит помимо собственно потенциалов, генерируемых мозгом, различного рода артефакты.
Артефакты по их происхождению можно разделить на две группы: физические и физиологические.
В основе систем ИМК лежит математический анализ нейрофизиологических данных, алгоритмы распознавания характерных признаков и их классификации.
Большая часть методов классификации предполагает сведение задачи классификации динамических данных к задаче классификации статических данных. Для этого необходимо выполнить переход от многомерного временного ряда, описывающего сигнал, к некоторому вектору признаков, характеризующему этот временной ряд.
Пусть в результате регистрации ЭЭГ получено множество записей, каждая из которых принадлежит одному из K классов. Задачей построения классификатора является нахождение на основе известного множества записей такого оператора F(X), который любому ЭЭГ сигналу X будет сопоставлять соответствующий ему номер класса k = 1,2,…,K.