Dalgacık uyumluluğu ve çizge kuramsal yöntemleri kullanan EEG tabanlı beyin-bilgisayar arayüzü

İnsanın zihinsel süreçlerinin iki temel bileşeni duygu ve biliş geleneksel olarak bağımsız bir şekilde incelenmiştir. İnsan zihinsel işleyişinin kapsamlı bir şekilde anlaşılması, duygu ve bilişin birlikte incelenmesini gerektirir. Çeşitli fizyolojik yöntemler arasında, elektroensefalografi (EEG), duygusal ve bilişsel süreçleri değerlendirmek için güvenilir ve girişimsel olmayan bir araç olarak öne çıkmaktadır. Farklı EEG frekans bantlarındaki nöral salınımların incelemek ve olaya ilişkin potansiyelleri (OİP) değerlendirmek, farklı duygusal ve bilişsel durumlarla ilişkili özgün desenlerin belirlenmesine yardımcı olur. Bu tezde, hoş/hoş olmayan duygusal haller ve düşük/yüksek bilişsel durumlar, uzaysal-zamansal bileşenlerden elde edilen çizge-teorik özellikleri kullanılarak ayırt edilmiştir. N100, N200 ve P300 tek denemelik OİP bileşenlerine karşılık gelen dalgacık uyumluluk değerleri delta, teta, alfa ve beta frekans bantlarında incelenmiştir. Ardından, dalgacık uyumluluğuna dayalı fonksiyonel ağlardan oluşturulan bağlantı matrisleri üzerinde çizge-teorik analizler yapılarak çeşitli küresel ve yerel çizge metrikleri elde edilmiştir. Bu metrikler, çizge-teorik özniteliklerden yararlanarak sınıflandırma doğruluğunu artırmak amacıyla destek vektör makineleri (SVM), en yakın komşular (k-NN) ve doğrusal ayırt edici analiz (LDA) yöntemleriyle yapılan sınıflandırmada öznitelik olarak kullanılmıştır. Delta bandındaki dalgacık tutarlılığından elde edilen çizge öznitelikleri, SVM yöntemi kullanılarak yüksek doğrulukla sınıflandırma sağlamıştır. Hoş/hoş olmayan duygusal haller ve düşük/yüksek bilişsel durumlar sırasıyla %92 ve %89'a varan ortalama doğruluklarla sınıflandırılmıştır. Bu bulgular, önerilen yaklaşımın gürbüzlüğünü vurgulayarak, duygusal ve bilişsel durumların EEG tabanlı değerlendirmesini geliştirme potansiyelini ortaya koyarken gelecekteki beyin-bilgisayar arayüzü uygulamalarının önünü açmaktadır.