Technische Universiteit Eindhoven

Filteren van oogruis uit een hersenfilmpje

Het knipperen of draaien met de ogen tijdens het maken van een hersenfilm kan het signaal in zon film sterk verstoren. Diagnoses van ziektes als ADHD zijn daardoor moeilijker te maken. Ook het besturen van computers met gedachten is mede hierdoor nog toekomstmuziek. Om daar verandering in te brengen ontwikkelde ir. Joep Kierkels voor zijn promotieonderzoek een methode om oogruis helemaal uit de hersenfilm te halen. Hij verdedigt maandag 12 november zijn proefschrift over elektro-encefalografie aan de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e).

Hersenfilm

Een hersenfilm, ook wel elektro-encefalogram of EEG-scan genoemd, is een weergave van elektrische stromen in het hoofd die ontstaan als gevolg van gedachtes of andere processen in de hersenen. Het maken van een hersenfilm komt vaak van pas bij de diagnose van mentale ziektes die een afwijkende hersenactiviteit met zich meebrengen. Denk daarbij aan ADHD, hersenschudding of epilepsie. Omdat bepaalde gedachten specifieke elektrische stromen kunnen veroorzaken, kan een EEG-scan ook ingezet worden om te communiceren met gedachten. Zo kunnen bijvoorbeeld verlamde patiënten met hun gedachten toch in staat zijn een cursor over een computerscherm te laten bewegen. Veel meer geavanceerde toepassingen daarvoor zijn nu nog niet mogelijk.

Oogbewegingen

Een van de oorzaken hiervoor is de aanwezige ruis in de hersenfilm. Die kan van de hersenen zelf komen (de patiënt laat zijn of haar gedachten de vrije loop), van de elektrische signalen die het hart veroorzaakt of van de ogen. Het blijkt dat met name de oogbewegingen en het knipperen van het oog voor de grootste verstoringen zorgen. TU/e-onderzoeker Joep Kierkels heeft allereerst de beschikbare technieken om deze verstoringen uit het signaal te halen bekeken. Hij kwam er achter dat de bestaande methodes om hersenfilmpjes te zuiveren van oogruis voor moderne toepassingen vaak tekortschieten.

Video-camera's

Joep Kierkels ontwikkelde een geheel nieuwe techniek die de hersenfilm wel volledig vrij kan maken van oogruis. Daarbij maakt hij voor het eerst gebruik van speciale videocamera's om oogbewegingen en het knipperen van het oog nauwkeurig vast te leggen. Voor elke stand van het oog wist hij het elektrische effect op een hersenfilm te bepalen. Daarmee slaagde promovendus Kierkels er in om op basis van video-opnames van de oogbewegingen de ruis praktisch helemaal uit de hersenfilm te krijgen. Het signaal dat overblijft is dan puur de elektrische activiteit van de hersenen.

Joep Kierkels verwacht wel dat zijn vondst een bijdrage zal leveren aan het besturen of bedienen van computersystemen met alleen maar eigen gedachten. Zelf heeft hij voor zijn proefschrift daar geen onderzoek meer naar verricht. In zijn volgende baan, als onderzoeker bij het Computer Vision and Multimedia Lab aan de universiteit van Genève in Zwitserland, zal hij verder inzoomen op de inhoud van hersensignalen.