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Gernot R. Müller-Putz, Reinhold Scherer, Gert Pfurtscheller, Rüdiger Rupp

Brain-computer interfaces for control of neuroprostheses: from synchronous to asynchronous mode of operation / Brain-Computer Interfaces zur Steuerung von Neuroprothesen: von der synchronen zur asynchronen Funktionsweise

Keywords: brain-computer interface, electroencephalogram, neuroprosthesis, neurorehabilitation, spinal cord injury, Elektroenzephalogramm, Neuroprothese, Querschnittlähmung

Transferring a brain-computer interface (BCI) from the laboratory environment into real world applications is directly related to the problem of identifying user intentions from brain signals without any additional information in real time. From the perspective of signal processing, the BCI has to have an uncued or asynchronous design. Based on the results of two clinical applications, where ‘thought’ control of neuroprostheses based on movement imagery in tetraplegic patients with a high spinal cord injury has been established, the general steps from a synchronous or cue-guided BCI to an internally driven asynchronous brain-switch are discussed. The future potential of BCI methods for various control purposes, especially for functional rehabilitation of tetraplegics using neuroprosthetics, is outlined.

Möchte man ein Brain-Computer Interface (BCI) aus der Laborumgebung in eine “Real-World”-Anwendung übertragen, so ist dies vergleichbar mit dem Problem, die Intentionen eines Benutzers einzig aus EEG-Signalen zu erkennen. Vom Gesichtspunkt der Signalverarbeitung aus muss das BCI im sogenannten asynchronen (“uncued”) Betrieb arbeiten. Die Schritte von einem synchronen (“cued”) BCI bis hin zu einem asynchronen “Brain-Switch” werden anhand zweier klinischer Anwendungen dargestellt. Dabei wird die “Gedankensteuerung” von Neuroprothesen, basierend auf Bewegungsvorstellungen, bei hoch-querschnittgelähmten Tetraplegikern angewandt und das zukünftige Potential des BCI als Steuerung für verschiedene Zwecke, speziell für funktionelle Rehabilitation bei Tetraplegikern, präsentiert.

Biomedizinische Technik, Walter de Gruyter

Print ISSN: 0013-5585
Volume: 51, 07/2006
Pages: 57 - 63

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