Interfejsy mózg-komputer i zaburzenia świadomości

Interfejsy mózg-komputer (ang. brain-computer interfaces, BCIs) działają w laboratoriach od dziesięcioleci, dając nadzieje na rozwiązanie ważnych pro blemów współczesnej medycyny i psychologii. Niestety próby praktycznych zastosowań wciąż wykazują ograniczoną dojrzałość i często niewystarczającą stabilność tej technologii, a interpretacja wyników działania BCI jest wciąż niejednoznaczna nawet w przypadku zdrowych ochotników. W ramach niniejszej rozprawy zaproponowano kompletne rozwiązanie części tych problemów w postaci: 1. kompletnego, stabilnego oprogramowania, od zrębu BCI implementującego komunikację czasu prawie rzeczywistego między modułami, do zaawansowanych metod analizy sygnałów i statystyki, estymujących na podstawie sygnału EEG intencje użytkownika (rozdział 4), oraz 2. kompletnego schematu analizy danych, uzyskanych z tego systemu w badaniach przeprowadzonych w klinice „Budzik”, pozwalającego ocenić istotność hipotezy o zdolności pacjenta do świadomej komunikacji, co w braku innych kanałów komunikacji stanowi najważniejszy wkład do obiektywnej oceny stanu mózgu (rozdział 6).

Brain-computer interfaces (BCIs) have been used in laboratories all over the world for decades, offering hope for solving important problems in modern medicine and psychology. Unfortunately, their application in the real-world environments (e.g. clinical) still show limited maturity and insufficient sta bility of operation, and interpretation of the EEG derived variables can be still ambiguous even in healthy volunteers. This thesis proposes a complete solution to some of these problems in the form of: 1. complete, stable codebase, starting from BCI framework, which imple ments near real-time communication of modules, to advanced methods of signal analysis and statistics, which estimate users intentions based on EEG (chapter 4), 2. complete signal processing pipeline for the analysis of EEG recorded within the aforementioned BCI framework during the research con ducted in ,,The Alarm Clock” clinic, which allows to assess statistical significance of the hypothesis about patients ability to consciously com municate using BCI. In the absence of other means of communication, EEG analysis is the main source of objective information about the state of patients brain (chapter 6).