Brain-Computer Interface (BCI) systems enable an alternative communication channel for severely-motor disabled patients to interact with their environment using no muscular movements. In recent years, the importance of research into non-gaze dependent brain-computer interface paradigms has been increasing, in contrast to the most frequently studied BCI-based speller paradigm (i.e., row-column presentation, RCP). Several visual modifications that have already been validated under the RCP paradigm for communication purposes have not been validated under the most extended non-gaze dependent rapid serial visual presentation (RSVP) paradigm. Thus, in the present study, three different sets of stimuli were assessed under RSVP, with the following communication features: white letters (WL), famous faces (FF), neutral pictures (NP). Eleven healthy subjects participated in this experiment, in which the subjects had to go through a calibration phase, an online phase and, finally, a subjective questionnaire completion phase. The results showed that the FF and NP stimuli promoted better performance in the calibration and online phases, being slightly better in the FF paradigm. Regarding the subjective questionnaires, again both FF and NP were preferred by the participants in contrast to the WL stimuli, but this time the NP stimuli scored slightly higher. These findings suggest that the use of FF and NP for RSVP-based spellers could be beneficial to increase information transfer rate in comparison to the most frequently used letter-based stimuli and could represent a promising communication system for individuals with altered ocular-motor function.

中文翻译：

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RSVP范式下基于BCI的拼写器中不同类型视觉刺激的性能分析

脑机接口 (BCI) 系统为严重运动障碍患者提供了一种替代通信渠道，无需肌肉运动即可与他们的环境进行交互。近年来，与最常研究的基于 BCI 的拼写范式（即行列表示，RCP）相比，研究非凝视依赖脑机接口范式的重要性一直在增加。已经在 RCP 范式下为通信目的验证的几种视觉修改尚未在最扩展的非凝视依赖快速串行视觉呈现 (RSVP) 范式下验证。因此，在本研究中，在 RSVP 下评估了三组不同的刺激，具有以下交流特征：白色字母 (WL)、名人面孔 (FF)、中性图片 (NP)。11 名健康受试者参与了该实验，受试者必须经历校准阶段、在线阶段，最后是主观问卷完成阶段。结果表明，FF 和 NP 刺激在校准和在线阶段促进了更好的性能，在 FF 范式中略好。关于主观问卷，与 WL 刺激相比，参与者更喜欢 FF 和 NP，但这次 NP 刺激的得分略高。这些发现表明，与最常用的基于字母的刺激相比，对基于 RSVP 的拼写器使用 FF 和 NP 可能有利于提高信息传输率，并且可以代表具有改变眼球运动功能的个体的有前途的交流系统。其中受试者必须经历校准阶段、在线阶段和最后的主观问卷完成阶段。结果表明，FF 和 NP 刺激在校准和在线阶段促进了更好的性能，在 FF 范式中略好。关于主观问卷，与 WL 刺激相比，参与者更喜欢 FF 和 NP，但这次 NP 刺激的得分略高。这些发现表明，与最常用的基于字母的刺激相比，对基于 RSVP 的拼写器使用 FF 和 NP 可能有利于提高信息传输率，并且可以代表具有改变眼运动功能的个体的有前途的交流系统。其中受试者必须经历校准阶段、在线阶段和最后的主观问卷完成阶段。结果表明，FF 和 NP 刺激在校准和在线阶段促进了更好的性能，在 FF 范式中略好。关于主观问卷，与 WL 刺激相比，参与者更喜欢 FF 和 NP，但这次 NP 刺激的得分略高。这些发现表明，与最常用的基于字母的刺激相比，对基于 RSVP 的拼写器使用 FF 和 NP 可能有利于提高信息传输率，并且可以代表具有改变眼运动功能的个体的有前途的交流系统。主观问卷完成阶段。结果表明，FF 和 NP 刺激在校准和在线阶段促进了更好的性能，在 FF 范式中略好。关于主观问卷，与 WL 刺激相比，参与者更喜欢 FF 和 NP，但这次 NP 刺激的得分略高。这些发现表明，与最常用的基于字母的刺激相比，对基于 RSVP 的拼写器使用 FF 和 NP 可能有利于提高信息传输率，并且可以代表具有改变眼运动功能的个体的有前途的交流系统。主观问卷完成阶段。结果表明，FF 和 NP 刺激在校准和在线阶段促进了更好的性能，在 FF 范式中略好。关于主观问卷，与 WL 刺激相比，参与者更喜欢 FF 和 NP，但这次 NP 刺激的得分略高。这些发现表明，与最常用的基于字母的刺激相比，对基于 RSVP 的拼写器使用 FF 和 NP 可能有利于提高信息传输率，并且可以代表具有改变眼运动功能的个体的有前途的交流系统。在FF范式中稍微好一点。关于主观问卷，与 WL 刺激相比，参与者更喜欢 FF 和 NP，但这次 NP 刺激的得分略高。这些发现表明，与最常用的基于字母的刺激相比，对基于 RSVP 的拼写器使用 FF 和 NP 可能有利于提高信息传输率，并且可以代表具有改变眼运动功能的个体的有前途的交流系统。在FF范式中稍微好一点。关于主观问卷，与 WL 刺激相比，参与者更喜欢 FF 和 NP，但这次 NP 刺激的得分略高。这些发现表明，与最常用的基于字母的刺激相比，对基于 RSVP 的拼写器使用 FF 和 NP 可能有利于提高信息传输率，并且可以代表具有改变眼运动功能的个体的有前途的交流系统。