PERSEE

Analyse et Interprétation de Signaux Oculométriques et Cérébraux

Référent(s) scientifique(s) : Anne GUERIN
Responsable technique : Emmanuelle KRISTENSEN
 

Co responsable technique : Laurent Ott
Responsable logiciel : Anton Andreev

Pour l’acquisition des données expérimentales, le laboratoire dispose d’une plate forme mutualisée au GISPA-lab/DIS. Cette plate-forme est utilisée principalement par les équipes AGPIG et ViBS. Elle permet l'acquisition et l'analyse de signaux oculométriques et EEG. Ces données sont essentielles pour le développement de travaux à la fois méthodologiques et applicatifs spécifiques concernant la perception visuelle, la vison  et plus globalement, le cerveau.
L’accès à l’imagerie cérébrale par IRM et aux données de stimulation magnétique transcranienne (TMS) se fait par l’intermédiaire de la UMS IRMaGe au CHU de Grenoble.

Mots-clés : Signaux cérébraux, Oculométrie, Mouvements oculaires, Signaux électroencephalographiques, Acquisition cojointe EEG et oculométrique, Traitement Temps Réel, OpenVibe, Interface Cerveau-Machine, Neurofeedback, Perception visuelle, Vision stéréoscopique

 

Organisation thématique de la recherche

Les principaux axes de recherche sont :

1. Méthodologie d’analyse de signaux cérébraux

 Objectifs : développer des méthodologies avancées et innovantes de traitements des signaux cérébraux

2. Interfaces Cerveau-Machine, NeuroFeedback : 

Objectifs : à partir de modalités séparées ou conjointes (par exemple EEG et oculométrie, ou EEG et IRM) les modèles développés seront appliqués dans les domaines des interfaces Cerveau-Machine et dans le NeuroFeedback

Un jeu basé sur une interface cerveau-machine est également développé : BrainInvaders

 

Description de la plate-forme Persee

La plate-forme est constituée d'un ensemble de quatre boxes d’environ  10 m² chacun. Trois boxes sont plutôt dédiés aux expérimentations de perception visuelle et qualité d’image. Un quatrième box est utilisé pour l’acquisition des signaux EEG.
 

Chaque box est protégé du bruit environnant et du bruit électromagnétique. Chaque box permet d’accueillir confortablement le sujet pour une expérience comportementale. Généralement pendant une expérience, le sujet reste isolé, assis devant un écran d’ordinateur sur lequel il lit les consignes et visualise les stimuli : images, vidéos, textes. Pendant l'expérience, les mouvements oculaires et/ou les signaux cérébraux sont acquis à un taux d’échantillonnage élevé (le plus souvent 1000 Hz).

Ces signaux seront ensuite traités de deux manières différentes suivant les objectifs :

- offline : après leur stockage sur disque, les signaux numérisés seront ensuite analysées, en fonction de la problématique ( exploration de scènes, vision stéréoscopique, qualité d’images, etc.).

- online : les signaux numérisés sont utilisés en temps réel principalement dans Les applications de type Interface Cerveau-Machine ou « Neurofeedback ».

 

Matériel

• deux oculomètres Eyelink de SR Research : Eyelink 1000 et Eyelink 1000+
• un ensemble de dispositifs 3D : 
  • appareil photo – Fujifilm FinePix Real 3D W3
  • téléviseur 3D – Panasonic Viera TC-P50VT20 (lunettes actives)
  • écran 3D - LG 32 LW4500 (lunettes passives polarisées)
  • ordinateur Dell compatible 3D + kit NVIDIA 3D Vision
  • connexion ordinateur-téléviseur (câbles, adaptateurs)
  • lecteur BluRay – Toshiba DVD Blu-ray 3D
• Un système Biopac MP150 :
  • Module RSP
  • Module EOG
  • Module GSR
  • Module SKT
  • Module ECG
• un ensemble de PC d’acquisition et de contrôle.

 

Logiciels

La grande diversité des expériences mises en œuvre sur la plate-forme Persee, requiert de logiciels permettant l’acquisition et le traitement des données en temps réel.

 SoftEye. Développé spécialement pour des expériences psychophysiques, ce logiciel convivial permet à l’expérimentateur d’effectuer le scénario de présentation des stimuli et de contrôler l’oculomètre et de gérer la synchronisation avec l’EEG dans le cadre d’enregistrements conjoints et d’acquérir en temps réel les signaux oculométriques.

MatBuilder. Provenant de différents dispositifs d’acquisition de données (Oculomètre et/ou EEG),  les données  seront converties vers un format unifiés utilisables facilement sous Matlab®.

GazeEegSynchro.  Les données acquises simultanément par différents dispositifs d’acquisition de données (Oculomètre & EEG ou EEG & EEG) sont synchronisées grâce à des triggers logiques externes.

OpenVibe. Dans des expérience de type Interface Cerveau-Machine ou « Neurofeedback » nous intervenons dans la plate-forme OpenVibe (http://openvibe.inria.fr) au niveau des drivers des dispositifs d’acquisition de données ainsi que pour développer des méthodes spécifiques de traitement dans le cadre des travaux réalisés par l’équipe ViBS.