Analiza Semnalului Electrooculografic - Corelarea Semnalului Electrooculografic cu cel Electroencefalografic

Capitolul 1. Noţiuni teoretice despre posibilităţile de prelucrare a semnalului electrooculografic si a celui electroencefalografic

Originea semnalului electrooculografic

Înainte de a putea vedea culori, forme, mişcare ochii trebuie să fie aţintiţi asupra unui obiect. Acest fenomen de mişcare a globilor oculari, deşi pare simplu şi oarecum autonom, este extrem de complex, fiecare dintre cei doi globi oculari este manevrat de trei seturi întregi de muşchi (sus-jos, dreapta-stânga, rotaţie). Există două mecanisme de a urmări obiecte mişcarea voluntară şi involuntară. Fixarea voluntară permite mişcarea globilor oculari în orice direcţie dorim şi găsirea obiectului. Fixarea involuntară ne permite urmărirea acestui obiect (deja identificat voluntar) în câmpul nostru vizual. Aceste două tipuri de fixare de obicei se suprapun. In momentul în care ne uităm la televizor direcţionăm privirea în mod voluntar către aparat, dar în acelaşi timp funcţionează şi fixarea involuntară (automat urmărim mişcarea personajelor). Acest proces nu necesită gândirea procesului de fixare (nu trebuie să ne concentrăm să mişcăm globii oculari atunci când un personaj se mişcă pe ecran).

Un alt tip de fixare involuntară apare în timpul cititului unei cărţi. In acest caz avem nevoie atât de direcţionarea voluntară a privirii spre carte cât şi de urmărirea automată a cuvintelor (de obicei dinspre stânga spre dreapta). Numai că în acest caz mişcarea este oarecum sacadată, adică o succesiune de fixări rapide ale privirii alternativ cu mişcări rapide ale globilor oculari. Mişcarea globilor oculari este extrem de rapidă, dar amplitudinea mişcării este foarte mică, practic imperceptibilă. În mod tipic 10% din timp este folosită pentru mişcare, în restul de 90% ochiul stă fixat asupra cuvintelor individuale. Propoziţia de mai jos ilustrează mişcarea sacadată din timpul citirii:

MIŞCAREA SACADATĂ : PRIVIREA SARE DINTR-UN LOC IN ALTUL.

În acest caz privirea este fixată asupra fiecărui cuvânt în parte şi toată propoziţia se poate citi în aproximativ 2 secunde. Din acest timp numai ¼ de secundă este dedicată mişcării restul fiind folosite pentru fixare, procesare şi evaluarea fiecărui cuvânt. Ceea ce face această mişcare şi mai interesantă este faptul că deşi privirea sare dintr-un loc în altul totuşi cititorului această mişcare i se pare lină, fără întreruperi, deoarece creierul suprimă imaginile din timpul mişcării globilor oculari.

Dacă electrozii de achiziţie sunt plasaţi in apropierea ochiului, ei înregistrează modificarea poziţiei potenţialului corneo-retinal sub forma de potenţiale pozitive atunci când corneea ochiului se apropie de electrodul pozitiv sau potenţiale negative atunci când corneea ochiului se îndepărtează de electrodul pozitiv. Aceste mişcări înregistrate ca potenţiale electrice sunt apoi amplificate si pot fi citite ca semnale digitale. Aceasta este electrooculograma (EOG).

Figura 1. Plasarea electrozilor pe subiect

Cercetări asupra cititului au arătat că explorarea unui cuvânt este afectat în primul rând de distribuţia informaţiei în acel cuvânt şi în special în primele şi ultimele caractere. Astfel în cazul unui cuvânt lung timpul de explorare va depinde de informaţiile deprinse din primele câteva caractere. De asemenea este cunoscut faptul că în timpul citirii neatente există mai puţine sacade iar focalizarea privirii este pe mijlocul cuvântului. În cazul citirii atente există mai multe sacade iar privirea este focalizată pe începutul cuvântului.