뇌기억 반응 탐지기

Brain memory response detector

LXSOL-B31

여러 자극화면을 무작위순서로 반복 제시한 후에 각 자극 화면에 대한 ERP(Event Related Potential) 파형을 추출 합니다. 추출된 ERP파형에서 자극제시 후 300ms 전후에 발생하는 양의 피크를 P300이라 부르며, 각 자극별 P300의 진폭과 출현시점을 관찰하여 해당 자극 화면에 대한 피검자의 선택적 주의력, 기억탐색 과정, 인지정도를 판정합니다.

After repeatedly presenting multiple stimuli screen in a random order, it extracts ERP(Event Related Potential) envelope for each stimulus screen. The peak of amount generated before and after 300ms after presenting stimuli in extracted ERP envelope is called P300 and the subject’s selective attention, memory search process, degree of cognition for the stimulus screen are determined by observing the amplitude and emergence time of P300 by each stimulus.

 

보통 자극 제시 프로토콜에 따라 자극제시 시점 후 250ms~600ms 사이에서 피크가 출현하므로 너무 늦게 출현할 경우 late P300 또는 P600.. 으로 따로 명명 하기도 합니다.

Usually, the peak appears between 250ms~600ms after the time of presenting stimulus according to the stimulation presentation protocol and therefore, if appearing too late, it is separately named as late P300 or P600 etc.

 

일반적으로 P300과 같은 구성피크를 정량화하는 대표적인 변수로 진폭 (Amplitude)과 잠재기 (Latency)값을 활용합니다. 진폭의 경우 피크의 높이나 깊이를 의미하며 잠재기의 경우 피크의 출현 시점을 의미합니다.

Generally, Amplitude and Latency values are used as representative variables for quantifying configuration peaks such as P300. Amplitude means the height or depth of the peak and Latency means the emergence time of the peak.

 

과거 20여년동안 보고된 선행 연구들에 의하면 P300은 정보처리과정 중 자극에 대한 선택적 주의력, 자극인지, 기억탐색, 불확실감의 해소 등을 반영한다고 합니다.

Previous studies that have been reported over the past 20 years reported that P300 reflects selective attention to stimulus, stimulation cognition, memory search, relief of the sense of uncertainty etc. among information processing processes.

선택적 주의력(Squires et al., 1975)

Selective attention (Squires et al., 1975)

자극 탐지 (Hillyard et al., 1971)

Stimulus detection (Hillyard et al., 1971)

기억 스캐닝 (Donchin et al., 1986)

Memory scanning (Donchin et al., 1986)

불확심감의 해소 (Sutton et al., 1965)

Relief of the sense of uncertainty (Sutton et al., 1965)

즉 해당 자극에 대해 주의력, 기억력, 인지능력 등이 높을수록 P300의 진폭이 커지는 경향이 있으며, P300피크가 출현한 시점 (Latency)이 빨라지게 됩니다.

That is, as attention, memory, cognitive skills get higher for the stimulus, the amplitude of P300 tends to get bigger and the time when P300 peak appears (Latency) gets faster.

 

스팩

Specification

뇌지문 분석 프로그램

Brain fingerprint analysis program

항목, 사양

Items, Specifications

검사 가능한 항목 : 각 제시 자극별 ERP파형, 기준자극에 대한 각 자극별 P300피크의 진폭 비교분석, 정 반응횟수 및 평균 반응시간, 파워스펙트럼 분포와 뇌파 각성 지표

Testable items: ERP envelope by each presented stimulus, Comparative analysis of amplitude of P300 peak by each stimulus for standard stimulus, Number of positive responses and average response time, Power Spectrum distribution and EEG arousal index

 

이미지 설정 기능 : 사용자가 생성한 이미지를 최소 3개 이상을 프로그램에서 뇌파 측정과 동시에 제시

Image Setting Function: Presenting at least three or more images created by the user in the program as soon as measuring EEG

 

이미지 제시 방식 : 무작위 순서로 이미지가 화면에 제시, 1개 이미지당 평균 제시 수 = 60

Image presenting method: Images are presented in the screen in a random order, number of average presentation per 1 image = 60

 

자극 동기 측정 : 미리 지정한 이미지들이 화면에 제시되는 시점과 장비에서 측정되는 데이터의 시간 동기 유지

Stimulate motivation measurement: Maintaining time synchronization of data measured in the equipment and the time when predefined images are presented in the screen and

피검자 키 입력 : 화면에 제시되는 이미지 중에서 지정한 이미지가 나온 경우 피검자 키입력이 데이터 수집에에서 마킹이 되어 같이 저장

Subject key input: If the specified image appears among images presented on the screen, subject key input is marked in the data collection and stored together

 

피검자 키입력결과 리포트 화면 : 이미지가 제시된 순서대로 키반응 유무, 키반응 시간표현

Subject key input result report screen: Presence or absence of key response, key response time expression in the order of presenting images

 

각 이미지별 ERP 결과 파형 제시 : 각각의 이미지별로 수집된 뇌파데이터를 기반으로 ERP파형을 각각의 이미지마다 그래프를 볼 수 있으며 선택적으로 모든 이미지의 ERP를 중첩시켜서 볼 수 있음.

Presenting ERP result envelope by each image: You can see the ERP envelope graph for each image based on the brain wave data collected by each image and see by selectively overlapping ERP of all images.

ERP의 진폭 비교 : 각 이미지의 ERP진폭을 막대 그래프로 동시에 표현

Amplitude comparison of ERP: Expressing the ERP amplitude of each image into a bar graph at the same time

 

기본 운용 SW

Basic Operating SW

샘플링 주파수 : 128Hz, 256Hz, 512Hz 설정 가능

Sampling frequency: Can be set to 128Hz, 256Hz, 512Hz

파형 표현 가능 채널수 : 32ch

Number of channels possible to express envelope: 32ch

파형 디스플레이 : 실시간 32채널 동시 디스플레이

Envelope display: Real-time 32-channel simultaneous display

데이터 저장 기능 : 하드 디스크로 최대 32채널 동시 실시간 수집, 디스플레이와 동시에 2시간 이상 저장 가능.

Data storage function: Simultaneous real-time collection of up to 32 channels with hard disk, possible to store for more than 2 hours as soon as displayed

디스플레이 편집기능 : 화면에 제시되는 이미지 중에서 지정한 이미지가 나온 경우 피검자 키 입력이 데이터 수집부에서 마킹이 되어 같이 저장

Display edit function: If the specified image appears among images presented on the screen, subject key input is marked in data collection part and stored together

실시간 분석 기능 : Notch filter, FFT, multiply, root mean square, average, standard deviation

Real-time analysis function: Notch filter, FFT, multiply, root mean square, average, standard deviation

 

관련동향 논문

Related trends papers

17명의 기존 FBI요원과 FBI아무런 관련 없는 4명에게 FBI내부정보와 관련된 특정 자극을 제시하면서 P300뇌파 검사를 실시한 결과 다음과 같이 no false positives, no false negatives 100% 성곡적으로 구분 하였음.

P300 EEG test was carried out while presenting a particular stimulus related to FBI internal information to 17 existing FBI agents and 4 people unrelated to FBI and as a result, they were successfully classified by 100% into no false positives, no false negatives as follows.

 

검사 결과 그림

Test results Figure

개별 결과

Individual Results

 

P300검사와 피검자 개별성과의 관계

Relationship between P300 test and subject individuality

다음과 같이 운동, 담배, 피로, 연령, 성격등이 일반적으로 P300피크의 진폭과 잠재기에 영향을 미치기는 하나, 과학 수사시 활용되는 P300기법은 같은 피검자에 대한 무관 자극과 Probe자극간의 상대비교이므르 이러한 개별성엔 영향을 받지 않게 됩니다.

As shown below, exercise, smoking, fatigue, age, and personality etc. generally affect the amplitude and the latency of P300 peak but such individuality is not affected because this is relative comparison between Probe stimulus and stimulus regardless of subjects such as P300 technique used during scientific investigation.