Monitoreo y análisis de ondas cerebrales
Enviado por Pablo Ricardo Sosa • 11 de Octubre de 2018 • Documentos de Investigación • 3.532 Palabras (15 Páginas) • 104 Visitas
Monitoreo y Análisis de las Ondas Cerebrales Alfa,
Beta, Gama, Delta y Theta Mediante una Interfaz
Matlab
Andrea Garzón1
Javier Villegas1
, Pablo Sosa1∗
and Stéfano Buitrón1
1Escuela de Mecatrónica, Universidad Internacional del Ecuador
∗Autor Principal/Corresponding author, e-mail: pabloricardososa09@hotmail.com
Abstract— The project performs a brainwave monitoring; alpha, beta, gamma, delta and theta, by interpreting the data generated by the
5-channel Emotiv Insight headset. Each of these waves is shown by a frequency range determined in a data record in a time of 60 seconds,
which is obtained from the execution of the PerformanceMetrics file in the Python program 2.7.14 of the Software Development Kit, of
Emotiv /Community.SDK, which generates an Excel spreadsheet of extension .cvs, called PerfomanceMetrics. Afterwards, the data columns
that represent the wave frequencies of the electroencephalogram (EEG) are identified. The column is read within the graphical interface
developed in the Matlab software to present the results obtained. Each test is performed by verifying a state of connectivity greater than or
equal to 80 % with the help of the Emotiv Xavier ControlPanel 3.5 software in a group of 3 individuals, which characteristics are indicated
in the test and results section.
Keywords—Emotiv Insight, Emotiv USB, Graphic interface, Matlab, Neural oscillation
Resumen— El proyecto realiza un monitoreo de las ondas cerebrales; alfa, beta, gamma, delta y theta, mediante la interpretación de los
datos que genera el auricular Emotiv Insight de 5 canales. Cada una de estas ondas se representa por un rango de frecuencia determinado en
un registro de datos en un tiempo de 60 segundos, que se obtiene a partir de la ejecución del archivo PerformanceMetrics en el compilador
Python 2.7.14 del Software Development Kit, del Emotiv/Community.SDK, el cual genera una hoja de datos Excel de extensión .cvs, llamado
PerfomanceMetrics. Posteriormente se identifica las columnas de datos que representan las frecuencias de las ondas del electroencefalograma
(EEG), se realiza la lectura de la columna correspondiente dentro de la interfaz gráfica desarrollada en el software Matlab para presentar
los resultados obtenidos. Cada prueba se realiza al comprobar un estado de conectividad mayor o igual al 80 % con la ayuda del software
Emotiv Xavier ControlPanel 3.5 en un grupo de 3 individuos, que cuyas características son indicadas en la sección de pruebas y resultados.
Palabras Clave—Emotiv Insight, Emotiv USB, Interfaz gráfica, Matlab, Oscilación neuronal.
I. INTRODUCCIÓN
En el presente proyecto se plantea el desarrollo de una
interfaz gráfica para visualizar la oscilación neuronal, que se
refiere a las fluctuaciones rítmicas de los potenciales postsinápticos
de un grupo neuronal [1], cuyos nombres son los
siguientes; alfa, beta, gamma, delta y theta, con la utilización
del auricular Emotiv Insight de 5 canales, con sistema de
electroencefalografía inalámbrico. En el proceso se registran
los datos mediante un script en el compilador Python 2.7.14
del Software Development Kit, del Emotiv/Community.SDK.
Finalmente la representación correspondiente a los datos obtenidos,
se lleva a cabo mediante una interfaz que se desarrolla
en el software Matlab, con la cual se procesan y se presentan
cada onda con su respectiva gráfica dentro de la interfaz.
Obteniendo así un panorama de la actividad cerebral del
individuo durante un periodo de tiempo.
II. ELECTROENCEFALOGRAFÍA Y ANATOMÍA CEREBRAL
A. Electroencefalograma EEG
La electroencefalografía consiste en obtener una señal eléctrica
del funcionamiento del cerebro [2] . Se divide en dos
grupos: 1) la invasiva, donde se implantan electrodos dentro
del cráneo del paciente, que a pesar de las complicaciones
naturales relacionadas, tiene a favor el hecho de que se
puede focalizar la señal, distinguiendo una zona específica del
cerebro; 2) las no invasivas, que graban potenciales eléctricos
desde el cuero cabelludo, a través de pares de electrodos
conductores de plata, que se utilizan para leer las señales eléctricas
[3]. Las pequeñas diferencias de voltaje entre electrodos
suelen registrar valores de entre 30 y 100 microV por lo que
normalmente deben ser amplificadas .
B. Sistema nervioso
El Sistema Nervioso es, junto con el Sistema Endocrino,
el rector y coordinador de todas las actividades, conscientes e
inconscientes del organismo, consta del sistema cerebroespinal
(encéfalo y médula espinal), los nervios y el sistema vegetativo
o autónomo. [4]
C. Encéfalo
Es el órgano que controla las funciones tales como el
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