Анализ и визуализация данных в MATLAB

Семинары, конференции, мероприятия, вакансии softline и прочее

Модератор: Admin

Admin
Администратор
Сообщения: 487
Зарегистрирован: Ср сен 22, 2004 4:49 pm

Анализ и визуализация данных в MATLAB

Сообщение Admin » Пт дек 16, 2011 11:37 pm

Анализ и визуализация данных в MATLAB в ходе нейронаучного эксперимента "Измерение магии взгляда" М. Абрамович

9 Декабря 2011

«MATLAB является наиболее распространенным ПО для научных вычислений. Ученые, участвовавшие в нашем проекте, уже имели большой опыт работы с MATLAB, что позволило быстро получить необходимое решение всех поставленных задач».


Бурцев М. С., к.ф.- м.н., научный консультант нейронаучного эксперимента-перформанса "Измерение магии взгляда"

Изображение

Рис. 1 Нейронаучный эксперимент "Измерение магии взгляда" в Центре современной культуры «Гараж», 2011. Предоставлено Мариной Абрамович, 2011 © Центр современной культуры «Гараж», Москва


Исследователи использовали MATLAB для проекта эксперимента-перформанса художницы Марины Абрамович под названием Нейронаучный эксперимент «Измерение магии взгляда» в рамках выставки «Марина Абрамович. В присутствии художника», проходившей в Центре современной культуры «Гараж» с 8 октября по 4 ноября 2011 г.


Нейронаучный эксперимент «Измерения магии взгляда» - первая работа в серии проектов, разработанных во время семинара «Искусство и наука: взгляд в сознание», проведенного в научном центре Уотермилл в Нью-Йорке летом 2010 года при поддержке семейного фонда Мортимера Д. Саклера. После уникального опыта перформанса «В присутствии художника», проходившего в Музее современного искусства в Нью-Йорке и длившегося на протяжении трех месяцев работы выставки, Марина Абрамович предпринимает научное исследование невербальной коммуникации, феномен которой не раз рассматривался в ее предыдущих работах. Давно интересующий художника вопрос об обмене энергией между перформансистом и зрителем обретает воплощение в нейронаучном эксперименте, который визуализирует работу человеческого мозга, управляющего как физической, так и психической активностью человека. Данный эксперимент-перформанс является результатом тесного сотрудничества художника с российскими и американскими учеными.

Задача

Из 26000 посетителей выставки 650 человек приняли участие в эксперименте, в котором при помощи электроэнцефалографии измерялась активность головного мозга при визуальном контакте двух человек – процессе невербальной коммуникации. Зрители могли наблюдать это действие и видеть, какие зоны мозга активировались у каждого из участников при их эмоциональном взаимодействии, а также моменты синхронизации ритмической активности между ними.

При помощи MATLAB решалась задача анализа и визуализации состояния мозга каждого из участников и синхронизации в реальном времени.

Изображение

Рис. 2 Данные ЭЭГ участников эксперимента

Решение

В данных электрической активности головного мозга, получаемых с двух устройств для регистрации ЭЭГ (по 14 каналов каждое) за интервал длительностью 3 с., производился поиск основных ритмов – альфа, бета, гамма и тэта. Затем для каждого участника вычислялась пара электрод и ритм, имевшая максимальное относительное значение мощности спектра. Информация о данной паре посылалась по локальной сети к компьютеру, производившему расчет анимации, представлявшей вращающийся мозг с пульсирующей в соответствующем ритме областью максимальной активности. Если области и частоты для обоих участников совпадали, то производился расчет корреляции между их ЭЭГ сигналами. При превышении значением корреляции заданного порога, MATLAB посылал сигнал компьютеру визуализации на обрисовку связи, соединяющей активные области анимированного мозга участников.

Результаты

- Быстрая разработка алгоритмов в MATLAB для анализа сигналов в условиях дефицита времени и человеческих ресурсов.

- Проведена визуализация связи, соединяющей активные области анимированного мозга участников в реальном времени при помощи MATLAB.

- За время работы собраны данные 650 участников эксперимента, которые будут обрабатываться исследователями, и послужат материалом для научных публикаций.