Програмна реалізація методів аудіовізуальної стимуляції головного мозку
DOI:
https://doi.org/10.30837/bi.2024.1(100).09Ключові слова:
АУДІОВІЗУАЛЬНА СТИМУЛЯЦІЯ, ЕЕГ, ЕКГ, ЦЕНТРАЛЬНА НЕРВОВА СИСТЕМА, ПЕРЕТВОРЕННЯ ФУР’Є, ВЕЙВЛЕТ–ПЕРЕТВОРЕННЯ, MATLAB, ARDUINOАнотація
Аудіовізуальна стимуляція мозку, як сучасний підхід до впливу на нейрофізіологічні процеси, надає великий потенціал для поліпшення психічного та фізичного здоров’я людини, а також діагностики та лікування різних порушень. Використання перетворень Фур’є та вейвлет-перетворень дозволяє аналізувати сигнали електроенцефалограм та електрокардіограм і створювати ефективні світлові та аудіостимули. Розглядаються наявні дослідження, які підтверджують важливість біоелектричної активності людини та методів її обробки у виконанні аудіовізуальної стимуляції для лікування різноманітних захворювань у дорослих та дітей. Наведено підхід до програмної реалізації методів аудіовізуальної стимуляції головного мозку та результати розробки. Тестування програмного забезпечення продемонструвало позитивний вплив світлових та аудіостимулів на більшість учасників дослідження. Це свідчить про важливість і перспективи подальших досліджень у цьому напрямку.
Посилання
Дубровін, В. І. Аудіовізуальна стимуляція головного мозку [Текст] / В. І. Дубровін, К. О. Роговська // Комп’ютерні технології: інновації, проблеми, рішення : І всеукраїнська наук.–техн. конф., м. Житомир, 17–18 травня 2015 р.: зб. тез. – Житомир: ЖДТУ, 2015. – С. 125–126.
Твердохлеб, Ю. В. Биоакустическая коррекция психоэмоционального состояния человека [Текст] / А. В. Рашавченко, Ю. В. Твердохлеб, В. И. Дубровин // Сучасні проблеми і досягнення в галузі радіотехніки, телекомунікацій та інформаційних технологій: VIІ міжнар. наук.–практ. конф., 17–19 вересня 2014 р., м. Запоріжжя : зб. тез. – Запоріжжя: ЗНТУ, 2014. – С. 220–221.
Твердохліб, Ю. В. Корекція роботи центральної нервової системи за допомогою біоакустичної терапії [Текст] / М. М. Захарова, А. В. Рашавченко, Ю. В. Твердохліб // Комп’ютерні технології: інновації, проблеми, рішення : І всеукраїнська наук.–техн. конф., м. Житомир, 17–18 травня 2015 р.: зб. тез. – Житомир: ЖДТУ, 2015. – С. 109–110.
Rayi, A. Electroencephalogram [Text] / A. Rayi, N. I. Murr. – Treasure Island (FL) : StatPearls Publishing, 2022.
Дослідження сукупного впливу стресового фактору та музичного сигналу на психофізичний стан людини [Текст] / [А. В. Паренюк, Д. В. Паренюк, К. С. Дрозденко та ін.] // Мікросистеми, Електроніка та Акустика. – 2021. – Т. 26, № 1. – С. 71–79.
Купін, А. І. Інтелектуальна система контролю уважності оператора на основі енцефалографа [Текст] / А. І. Купін, О. В. Градовий // Вчені записки ТНУ імені В.І. Вернадського. Серія: Технічні науки – 2021. – Т. 32 (71), № 2. – С. 149–157.
Sattar, Y. Electrocardiogram [Text] / Y. Sattar, L. Chhabra. – Treasure Island (FL) : StatPearls Publishing, 2023.
Електрокардіографія: клінічні можливості і досягнення в історічному аспекті : (огляд) [Текст] / [В. К. Тащук, О. С. Полянська, П. Р. Іванчук та ін.] // Клініч. анатомія та операт. хірургія. – 2015. – Т. 14, № 3. – С. 123–134.
Конончук, Г. Л. Вступ до Фур’є-оптики : навч. посіб. [Текст] / Г. Л. Конончук, В. М. Прокопець, В. В. Стукаленко. – Київ : Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет», 2009. – 320 с.
Куракіна, Т. В. Метод аналізу ЕКГ-сигналу на основі безперервного вейвлет-перетворення [Текст] / Т. В. Куракіна, Ю. В. Твердохліб // Сучасні інформаційні системи і технології. – 2013. – № 1. – С. 139–140.
Дубровін, В. І. Програмна реалізація методів спектрального аналізу нестаціонарних сигналів [Текст] / К. О. Роговська, Ю. В. Твердохліб, В. І. Дубровін // Сучасні проблеми і досягнення в галузі радіотехніки, телекомунікацій та інформаційних технологій: VIІ міжнар. наук.–практ. конф., 17–19 вересня 2014 р., м. Запоріжжя : зб. тез. – Запоріжжя: ЗНТУ, 2014. – С.65–66.
Effects of Audio–Visual Stimulation Automatically Controlled by the Bioelectric Potentials from Human Brain and Heart [Text] / [A. I. Fedotchev, S. B. Parin, S. A. Polevaya et al.] // Hum. Physiol. – 2019. – Vol. 45, № 5. – P. 523–526.
Effect of Audiovisual Stimulation on the Psychophysiological Functions in Track-and-Field Athletes [Text] / [M. S. Golovin, N. V. Balioz, R. I. Aizman et al.] // Hum. Physiol. – 2015. – Vol. 41, № 5. – P. 532–538.
Integration of Functional, Psychophysiological, and Biochemical Processes in Athletes after Audiovisual Stimulation [Text] / [M. S. Golovin, N. V. Balioz, S. G. Krivoschekov et al.] // Hum. Physiol. – 2018. – Vol. 44, № 1. – P. 54–59.
Effects of Polymodal Rhythmic Sensory Influences on the Human CNS State and Autonomic Functions [Text] / [O. S. Glazachev, S. Ya. Klassina, O. V. Bobyleva et al.] // Hum. Physiol. – 2010. – Vol. 36, № 2. – P. 172–178.
Open-Loop Neurofeedback Audiovisual Stimulation: A Pilot Study of Its Potential for Sleep Induction in Older Adults [Text] / [H. Y. Tang, M. V. Vitiello, M. Perlis et al.] // Appl. Psychophysiol. Biofeedback. – 2015. – Vol. 40, № 3. – P. 183–188.
Open-Loop Audio-Visual Stimulation (AVS): A Useful Tool for Management of Insomnia? [Text] / [H. Y. Tang, B. Riegel, S. M. McCurry et al.] // Appl. Psychophysiol. Biofeedback. – 2016. – Vol. 41, № 1. – P. 39–46.
Closed-loop brain training: the science of neurofeedback [Text] / [R. Sitaram, T. Ros, L. Stoeckel et al.] // Nat. Rev. Neurosci. – 2017. – Vol. 18, № 2. – P. 86–100.
Clinical, hemispheric, and autonomic changes associated with use of closed-loop, allostatic neurotechnology by a case series of individuals with self-reported symptoms of post-traumatic stress [Text] / [C. H. Tegeler, J. F. Cook, C. L. Tegeler et al.] // BMC Psychiatry. – 2017. – Vol. 17, № 1 : 141.
Editorial: Closed-Loop Systems for Next-Generation Neuroprostheses [Text] / [T. Levi, P. Bonifazi, P. Massobrio et al.] // Front. Neurosci. – 2018. – Vol. 12 : 26.
Alwashmi, K. Audio-visual stimulation for visual compensatory functions in stroke survivors with visual field defect: a systematic review [Text] / K. Alwashmi, G. Meyer, F. J. Rowe // Neurol Sci. – 2022. – Vol. 43, № 4. – P. 2299–2321.
Cognitive training in an everyday-like virtual reality enhances visual-spatial memory capacities in stroke survivors with visual field defects [Text] / [L. B. Dehn, M. Piefke, M. Toepper et al.] // Top Stroke Rehabil. – 2020. – Vol. 27, № 6. – P. 442–452.
Tinelli, F. Audio-visual stimulation improves visual search abilities in hemianopia due to childhood acquired brain lesions [Text] / F. Tinelli, G. Purpura, G. Cioni // Multisens Res. – 2015. – Vol. 28, № 1–2. – P. 153–171.
