• Citer

A novel brain-computer interface (BCI) to assist upper limb pointing movements

par Bodranghien, Florian
Président du jury Devière, Jacques
Promoteur Manto, Mario
Publication Non publié, 2017-12-05

Thèse de doctorat

• Accès en ligne
• Détails
• Contenu
• Statistiques

Résumé :

Human to computer interaction only using thoughts is no longer a science fiction topic and recent progress made in this field are astounding. This work shows the creation of a novel upper limb pointing movement performance quantification platform (eCAM test) and its validation on a group of healthy subjects. After that, it shows that functional electrical stimulation (FES) enhances these upper limbs movements performance. Furthermore, this work shows that anodal transcranial direct current stimulation (atDCS) of the cerebellum impacts brain rhythms as well as postural tremor on a patient. Also, the MRI data gathered during this work will allow to better understand the underlying mechanisms of tDCS. Following that, it has been shown that the frequency and complexity of a tapping task increase the postural tremor of the contralateral limb. The same effect has been witnessed for neuromuscular fatigue. All these advances allowed us to place the foundations of a multimodal brain computer interface (BCI) based on sensors fusion. A development phase is now required to create this interface and test it on healthy and sick subjects.

Communiquer avec un ordinateur par le biais de la pensée n'est plus un sujet de science-fiction et les progrès effectués dans le domaine sont ahurissants. Ce travail montre la création d'une nouvelle plateforme de mesure de la performance des mouvements de pointage verticaux (eCAM test) ainsi que sa validation sur une cohorte de sujets sains. Suite à cela, il montre que la stimulation électrique fonctionnelle (FES) améliore la performance de ces mouvements des membres supérieurs. En plus il démontre que la stimulation anodale trancranienne en courant continu (atDCS) du cervelet a un effet sur les rythmes des signaux cérébraux ainsi que sur le tremblement postural d'un patient. De plus des données IRM recueillies durant ce travail permettront de mieux cerner les mécanismes d'action de la stimulation tDCS. Suite à cela, il a été montré que la fréquence et la complexité d'une tâche de tapping augmentent le tremblement postural du membre controlatéral. Le même effet est constaté pour la fatigue musculaire. Toutes ces avancées installent les fondements à la création d'une interface cerveau-machine multimodale basée sur la fusion de senseurs. Une phase de développement est maintenant nécessaire pour établir cette interface et la tester sur des sujets sains et malades.