Estudio de Aplicación de Escritorio con Integración de EEG

Contenidos:

1. Descripción general
2. Configuración del estudio
3. Configuración de eventos
4. Sesión de grabación de datos EEG
5. Análisis de datos EEG

Descripción general

El objetivo de esta guía es demostrar cómo configurar un estudio simple con integración de EEG utilizando la aplicación de escritorio.

Nota: Para más información sobre la aplicación de escritorio, incluida una guía de instalación y un resumen de las funcionalidades de la aplicación, consulte esta página.

Configuración del estudio

En la pestaña de Configuración del Estudio, en la columna de Características del Experimento, desplácese hacia abajo hasta la opción de Lab-Streaming-Layer y actívela. Para obtener más información sobre estas configuraciones, visite esta página.

Entonces aparecerá este campo de texto donde puede nombrar la transmisión de salida. Aquí, creamos una sola transmisión y mantenemos el nombre y las opciones predeterminadas.

Creando una transmisión de salida en la Configuración del Estudio para establecer una conexión con el EEG.

Típicamente, desea establecer una transmisión de salida para los eventos generados en Labvanced y enviarla como una transmisión de marcadores a sus grabaciones de EEG para marcar eventos, de modo que pueda realizar un análisis relacionado con eventos de los datos de EEG. Después de que esto esté configurado, puede enviar marcadores individuales en esa transmisión, lo cual es bastante sencillo utilizando el sistema de eventos de Labvanced.

Configuración de Estudio Simple

Para los propósitos de esta guía, configuraremos rápidamente un estudio para el efecto bouba-kiki con el fin de tener una base de discusión y una fundamentación para configurar los eventos relacionados con el EEG para enviar marcadores basados en:

• Qué categoría de estímulos se está mostrando (es decir, bouba categoría = formas redondas; kiki categoría = formas puntiagudas / afiladas)
• Cuándo se hizo clic en la imagen

Para ver cómo configuramos los estímulos (para contexto), consulte el minuto 04:19 en este video:

Descripción rápida del proceso de carga de estímulos (basado en el video anterior):

• Desde el sistema de ensayos, creamos el nivel y lo nombramos 'bouba', que será para las imágenes de estímulos de formas redondas, y luego creamos otro nivel y lo nombramos 'kiki' para las imágenes de estímulos de formas puntiagudas.
• Ahora, bajo la condición Bouba mostrada en el Sistema de Ensayos, hacemos clic en ella y seleccionamos el objeto, luego cargamos nuestros archivos de imágenes relevantes, seleccionando las opciones para: i.) crear tantos ensayos como estímulos y ii.) autoasignarlos.
• Luego, hacemos lo mismo para la otra condición seleccionando el objeto bajo la condición y repitiendo el proceso.

En este punto, tenemos un estudio simple con dos tipos de estímulos. Después de configurar los eventos (sección siguiente), la tarea final se verá así, con un clic en la imagen que navega el estudio hacia el siguiente ensayo, mientras envía marcadores de EEG.

Configuración de Eventos

Ahora, para los eventos, la idea principal es que queremos enviar un marcador de EEG basado en qué tipo / categoría de imagen está viendo el participante, así como un marcador para cuándo se hizo clic en la imagen.

Evento 1: Enviar Marcador (Inicio de Marco/Estimulo) al EEG

Para este primer evento, queremos que el EEG sepa: a) cuándo comenzó el marco con los estímulos, y b) también de qué categoría de imagen pertenece el estímulo (es decir, bouba o kiki).

DISPARADOR

• Disparador de Ensayo y Marco → Al Inicio del Marco

Seleccionando Inicio de Marco como Disparador para cuándo se debe hacer el primer marcador de EEG.

ACCIÓN
Dado que queremos alternar entre condiciones, necesitaremos una acción de si/entonces, en el editor:

• Control de Acción → Acción Requerida (Si…Entonces)

Para especificar la primera condición, llamamos a la variable de factor correspondiente y la configuramos igual a 'bouba'. Esto se hace aplicando los siguientes pasos en el editor:

• Haga clic en + Requerimiento
• En el icono de lápiz izquierdo: Variable → Seleccionar Variable y elija factor1_tg1_task0
• En el icono de lápiz derecho: Valor Constante → Cadena → escriba la cadena bouba

Una vez que se cumpla esta condición SI, queremos que ENTONCES suceda lo siguiente:

• Agregar Acción
• Acciones API → Enviar Marcador LabStreamingLayer
• Seleccione la transmisión que se creó anteriormente bajo la ‘Configuración del Estudio’ para este propósito (es decir, la labvanced_stream_1)
• Valor a enviar: Valor Constante → Cadena → escriba la palabra bouba

Especificando el marcador LSL basado en el tipo de condición de estímulos de imagen.

Repetimos el proceso para la condición kiki haciendo clic en la opción + Agregar Caso Else If.

RESUMEN
Hasta este punto, configuramos Labvanced para enviar un marcador de EEG (basado en el tipo de forma de estímulo) tan pronto como comienza el marco, es decir, tan pronto como se presenta el estímulo.

Evento 2: Respuesta del Participante

Ahora queremos enviar un marcador y medir algo que es más dinámico, es decir, cuándo se hizo clic en la imagen. Aquí, también podemos cuantificar el tiempo de reacción y avanzar al siguiente ensayo (todo basado en el clic del mouse en la imagen).

Podemos crear otro evento, de modo que cuando se haga clic en la imagen, el EEG reciba el marcador de ‘clic’.

DISPARADOR

• Entrada del Usuario → Disparador de Mouse
• + Agregar Objetivo → seleccionar el objeto de imagen (image_1)

Seleccionando un clic en la imagen como el disparador para cuándo se debe crear el segundo marcador.

ACCIÓN 1 (Enviar marcador de ‘clic’ al EEG)
Cree un nuevo marcador mediante:

• Acciones API → Enviar Marcador LabStreamingLayer
• Transmisión LSL: seleccione labvanced_stream_1
• Valor a Enviar: Valor Constante → Cadena → escriba la palabra Clic

ACCIÓN 2 (Registrar el tiempo de reacción)
Utilice el Establecer / Registrar Variable y cree una variable que sea escalar y numérica que registre el tiempo de activación desde el inicio del marco mediante:

• + Acción
• Acciones de Variable → Establecer / Registrar Variable
• Seleccionar (botón verde) → +Nueva Variable (superior derecha)
  • Nombre: RT
  • Formato: Escalar
  • Tipo de Datos: Numérico
  • → ‘OK’
• Icono de lápiz → Disparador (Mouse) → Tiempo de Disparo (Desde el Inicio del Marco)

ACCIÓN 3 (Saltar al siguiente ensayo)

• + Acción
• Acciones de Salto → Saltar A → Siguiente Ensayo

Siguiendo este procedimiento, su evento se verá así:

Tres acciones están configuradas para ocurrir al hacer clic con el mouse en la imagen objetivo: i.) enviando el marcador al EEG, cuantificando el tiempo de reacción y moviéndose al siguiente ensayo.

RESUMEN
El evento anterior, con el disparador de hacer clic en una imagen específica, tiene las siguientes acciones que lo siguen: un marcador directamente ‘clic’ se envía al EEG, se registra un tiempo de reacción (desde el inicio del marco) en milisegundos y se almacena en la variable ‘RT’, y el experimento avanza al siguiente ensayo.

En este punto, se ha configurado un estudio muy simple con una estructura y capacidades para enviar marcadores a un EEG.

• Dos tipos diferentes de estímulos
• El EEG recibe marcadores basados en:
  • tipo de estímulo mostrado
  • cuándo ocurrió el 'clic'
• El estudio registra el tiempo de reacción y tiene la navegación configurada

MODO LOCAL
En la aplicación de escritorio ahora, cambiar de nuevo al modo ‘local’ muestra que hay una sincronización ocurriendo.

El estudio se está cargando y actualizando localmente en la aplicación de escritorio.

Después de unos segundos, se ha descargado el estudio actualizado, por lo que todos los cambios realizados en línea se reflejan en la versión local.

Pasemos a una sesión de grabación de EEG.

Sesión de Grabación de Datos EEG

Para comenzar una sesión de Grabación de Datos EEG, por supuesto, necesitamos el estudio de Labvanced que hicimos anteriormente (con su estructura y eventos para enviar los marcadores). Pero también necesitaremos algunos programas suplementarios (gratuitos) para infundir el EEG con marcadores, así como las herramientas para visualizar y potencialmente analizar los datos.

Equipos de EEG (Muse 2 EEG)

En esta demostración, estamos utilizando un auricular portátil Muse 2 EEG. Con el programa BlueMuse (gratuito) abierto (para el Auricular Muse 2 EEG), hacemos clic en la opción ‘Iniciar Transmisión’. Aparecerá una segunda ventana mostrando 4 transmisiones diferentes: el canal EEG, acelerómetro, giroscopio, etc., así como sus respectivas tasas de muestreo.

Iniciando transmisión en BlueMuse (ventana de la derecha) y las transmisiones aparecen (ventana de la izquierda).

Estas dos ventanas pueden minimizarse ahora.

Grabador de Laboratorio

La siguiente herramienta que utilizaremos es el Grabador de Laboratorio (gratuito), que es el software de grabación de LSL que puede usar para grabar la transmisión de datos LSL a la que acaba de conectarse, así como guardarla en un archivo .XDF.

Si ha iniciado su sistema de EEG y ha comenzado la transmisión de LSL, los verá aquí. En este punto, la transmisión de Labvanced aún no ha comenzado porque el estudio no ha comenzado aún. Por lo tanto, el estudio debe ser iniciado para que esta transmisión también comience.

La transmisión superior (en rojo) no se ha iniciado porque el estudio no ha comenzado aún. Iniciar el estudio hará que esta transmisión se vuelva verde. En el lado derecho, puede especificar dónde guardar los datos.

Tan pronto como el estudio se inicia (es decir, abra el estudio en Labvanced y presione Grabar). Tan pronto como se inicia el estudio y está en el vestíbulo de espera, entonces puede hacer clic en el botón ‘actualizar’ en el Grabador de Laboratorio y puede ver que la transmisión de Labvanced ahora está lista.

Ahora haga clic en Iniciar en el programa Grabador de Laboratorio (esquina superior izquierda) para comenzar la grabación.

Brain Vision

Para ver algo, es decir, la transmisión en vivo de la transmisión LSL, necesita iniciar otra herramienta como el Brain Vision Analyzer (gratuito) de Brain Products que usamos aquí, que proporciona una buena visualización de lo que se está grabando.

Al hacer clic en Conectar, todas las transmisiones deben mostrarse aquí. También puede hacer clic en la transmisión de Labvanced y hacer clic en Aceptar.

Ahora, podemos comenzar el experimento y comenzar a grabar y visualizar los datos de EEG.

Vista previa de la transmisión en vivo de EEG en Brain Vision.

Cuando hay un clic o una respuesta en el estudio, verá que los marcadores también aparecen en la transmisión de EEG en la parte inferior del programa Brain Vision.

El marcador de 'clic' y el marcador de condición no son tan distintos en esta escala. Eso es porque unos milisegundos después de hacer clic en la imagen, se establece el marcador de condición para el nuevo ensayo, por lo que aparecen juntos aquí, superpuestos visualmente.

Los marcadores creados en Labvanced aparecen en la parte inferior, basados en el tipo de condición y clic.

En general, ¡funciona bastante bien!

Finalizando la Grabación

Ahora el estudio está terminado. Así que podemos detener la grabación de datos haciendo clic en Detener en el programa Grabador de Laboratorio. Toma unos segundos para que el archivo sea creado y guardado.

Análisis de Datos EEG

EEGLAB Standalone

Lo último que queremos mostrar es cómo analizar los datos de EEG. Por supuesto, hay muchas formas de analizar datos de EEG, como en Python o en R o usar MatLab.

Usaremos el EEGLAB Standalone (gratuito) de la Universidad de California - San Diego (UCSD), que no requiere MatLab ni licencia, solo un entorno de ejecución para que pueda inspeccionar directamente las grabaciones de datos.

Con las opciones de EEGLAB Standalone, todos los complementos como aquellos para cargar archivos .XDF (que es el formato de salida del Grabador de Laboratorio) se pueden cargar directamente.

Desde la opción Archivo, vaya a Importar Datos → Usando Funciones y Complementos de EEGLAB → de archivo .XDF a archivo . XDFZ y encuentre el archivo del Grabador de Laboratorio en la carpeta local que se especificó anteriormente para guardarse. Luego cárguelo. Aparecerán cuadros de diálogo para nombrar la importación y el conjunto de datos.

Una vez que se abre el archivo, aparecerá información relativa a los marcos por época, así como al número de eventos y así sucesivamente.

Vista previa del conjunto de datos [test_1] de EEGLAB Standalone.

Podemos ir aGraficar → Datos de Canal (desplazar) que es una buena visión general de los datos grabados y puede desplazarse por los datos.

Abriendo los datos de canal y revisando la sesión de grabación. Los marcadores están listados en rosa y verde en la parte superior.

No haremos ningún análisis ahora, pero a partir de aquí se pueden realizar operaciones interesantes utilizando marcas de tiempo y conjuntos de datos por época. Hay buenos materiales y tutoriales de EEGLAB que cubren una amplia gama de temas.

Por ejemplo, en el elemento de menú Graficar puede ver muchas opciones. Este es algún tipo de espectrograma de la grabación.

Un ejemplo de una figura creada utilizando EEGLAB Standalone basada en los datos grabados en esta demostración.

Esperamos que esto haya sido útil y demuestre cuán rápidamente se puede configurar un estudio de EEG utilizando la aplicación de escritorio Labvanced. ¡Gracias!