Bilim Kurulu

Yerel Düzenleme Kurulu

Amaç ve Kapsam

Önerilen eğitimin amacı, sinirbilimine ve beyin bilgisayar arayüzü (BBA) teknolojisine ilgi gösteren ve üniversitelerin lisans, yüksek lisans, doktora programlarında eğitim gören öğrencilerin, beyin bilgisayar arayüzü alanındaki farkındalıklarını arttırmak, ülkemizin teknolojik ve bilimsel gelişimine katkı sağlamak ve bu doğrultuda bilgi ve becerilerini geliştirmelerine katkı sağlamaktır. Bu amaca ulaşmak için aşağıda detaylı verilen kapsam eğitime katılan öğrencilere teorik ve uygulamalı olarak aktarılacaktır. Eğitmen kadrosu BBA konusunda oldukça deneyimli olup bu alanda üretilmiş birçok bilimsel makale makaleleri ve bitirmiş ve yürütmekte oldukları projeleri vardır. Ayrıca eğitimin gerçekleştirileceği Karadeniz Teknik Üniversitesi Medikal Cihaz Tasarım ve Üretim Uygulama ve Araştırma Merkezi içiresinde Doç. Dr. Önder AYDEMİR sorumluluğundaki Nörofizyoloji Mühendislik Laboratuvarında 1 adet profesyonel Brain Product marka EEG cihazı ile 6 adet Neurosky mobil EEG cihazları önerilen eğitim için kullanılacaktır. Eğitmen kadrosu bilgi birikimlerini bu alana ilgi gösteren öğrencilere aktararak bu teknolojinin gelişmesinde ülkemizin de pay sahibi olmasını amaçlamaktadırlar.

Eğitimin kapsamı şu şekildedir: insan beyninin işleyişi henüz tam olarak keşfedilmemiş esrarengiz yapısı ile araştırmacıların odağında olan bir organdır. Günümüzde tıptan başka mühendislikten eğitime, spordan finansa kadar birçok disiplinde yapılan araştırmalarda dikkate alınmaktadır. Özellikle kamuoyunda “düşünce gücü” olarak adlandırılan literatürdeki ismi ile BBA geleceğin teknolojileri arasında gösterilmektedir. BBA, beynin çevresel sinirler ve kaslardan oluşan normal çıktı yollarını kullanmaksızın, örneğin bilgisayar, tekerlekli iskemle veya nöro-protez gibi cihazları, insanın istemi ile kontrol etmeye yarayan sistemdir Günümüzde BBA’lar kullanıcının isteğini, farklı elektro-fizyolojik işaretlerden saptamaktadır. Bu işaretler; kafa derisinden kayıt edilen; yavaş kortikal potansiyeller, P300 potansiyelleri, mu veya beta ritimleri ve korteks üzerine nakil edilen elektrottan kayıt edilen kortikal nöron aktiviteleridir.  İşaretler bilgisayar monitörünü veya bir başka cihazı kontrol etmek üzere gerçek zamanlı olarak komutlara çevrilir. Son yıllarda bu teknolojiye olan ilgi özellikle Amerika Birleşik Devletleri, Güney Kore, Çin Halk Cumhuriyeti, Avusturya ve Almanya’da aşırı artmıştır. BBA’lar beynin nöral aktivitesini kaydeder, yapay zeka algoritmaları ile çözümler ve kullanıcının uygulama komutları arasından hangisini düşündüğünü tespit ederek ilgili elektronik cihazı sadece düşünceleri ile kontrol etmelerini olanaklı hale getirir. Bu sistemlerin verinin kaydedilmesi, ön işleme, öznitelik çıkarma ve sınıflandırma olmak üzere 4 alt işlem adımları vardır. Bir BBA sistemi modelinin 4 temel bileşeni Şekil 1’de gösterilmiştir.

Şekil 1- BBA sisteminin temel bileşenleri

BBA’larda verilerin kaydedilmesi adımında beynin nöral aktivitesi çoğunlukla 3 farklı paradigma ile kaydedilmektedir. Bu paradigmalar avantaj ve dezavantajları ile aşağıda detaylı olarak açıklanmaktadır.

1. Motor Hayaline Dayalı Beyin Bilgisayar Arayüzleri

Motor hayali; herhangi bir fiziksel motor aktivite yapmadan kol veya ayak hareketi gibi bir motor hareketin hayal edilmesidir. Yapılan araştırmalar insanların aynı motor hareketini hayal ettiklerinde beynin aynı nöral bağlantıları kullandığını tespit etmişlerdir.

2. P300 Sinyallerine Dayalı Beyin Bilgisayar Arayüzleri

İnsan beyni duyu organlarından gelen girdileri işler ve vücut için komut veya sonuç çıktılarına dönüştürür. Duyu organları beklenmedik bir anda bir algılama yaptığında insan beyni bu algılamaya yaklaşık 300 milisaniye sonra ilk tepkisini EEG işaretlerinde oluşan pozitif bir genlik artışı ile cevap vermektedir. Literatürde bu durum uyarılmış potansiyeller (ing. evoked potential) ya da P300 sinyali olarak isimlendirilir. Daha özel hali ile bu isim uyaranı alan duyu ile isimlendirilir.

3. Durağan Durum Görsel Uyarılmış Potansiyellere Dayalı Beyin Bilgisayar Arayüzleri

İnsan beyninin keşfedilen bir başka davranış biçimi ise belirli bir frekansta (pratikte daha çok 1-10 Hz arasında uyaran serisi kullanılır) yanıp sönen bir uyaran serisinde oksipital bölgeden kaydedilen EEG sinyallerinde aynı frekansa sahip baskın bir frekansın bileşenin ortaya çıkmasıdır.  Beynin bu tepki özelliğinden faydalanarak oluşturulan sistemlere Durağan Durum Görsel Uyarılmış Potansiyellere Dayalı Beyin Bilgisayar Arayüzleri (DDGUPD- BBA) denilir.

Verilecek eğitimde yukarıda ifade edilen BBA’ların 4 temel bileşenlerine ait teorik bilgiler verilecektir. Verilen teorik bilgilerin uygulamalarını ise Motor Hayaline Dayalı Beyin Bilgisayar Arayüzleri, P300 Sinyallerine Dayalı Beyin Bilgisayar Arayüzleri ve Durağan Durum Görsel Uyarılmış Potansiyellere Dayalı Beyin Bilgisayar Arayüzleri ile gösterilecektir. Bunun için uygulamalı olarak EEG işaretleri ile kumanda edilen araba yarışı oyunu, P300 heceleyerek yazma uygulaması ve DDGUPD ile çoktan seçmeli soruları cevaplamaya olanak tanıyan BBA uygulamaları katılımcılara interaktif olarak tanıtılacak ve nasıl çalıştıkları detaylı bir şekilde aktarılacaktır.

Eğitmenler

• Doç. Dr. Önder AYDEMİR
• Dr. Öğr. Üyesi Onur Erdem KORKMAZ
• Arş. Gör. Dr. Ebru ERGÜN
• Öğr. Gör. Oğuzhan BAŞER

Yardımcı Personel

• Öğr. Gör. Dr. Hüseyin İPEK
• Öğr. Gör. Enes Halit AYDIN

Katılımcı Seçimi

Katılımcı seçimine ilişkin diğer kriterler şunlardır:

1. Katılımcılar, en az lisans (3. sınıf öğrencisi), yüksek lisans ve doktora yeterliliği geçmemiş doktora öğrencileri arasından seçilecek olup, toplam katılımcı sayısının 20 olması planlanmıştır.
2. Üniversitelerin Mühendislik, Fen, Tıp veya Sağlık Bilimleri Fakültesi ile Sağlık Bilimleri ya da Fen Bilimleri Enstitüsü Öğrencisi olmak
3. Etkinliğe inovatif bir proje fikir önerisi ile katılıyor olması
4. Daha önce bu program kapsamında desteklenen bir proje eğitimine katılmamış olması,
5. Katılımcıların TÜBİTAK ARBİS veri tabanına kayıtlı olması,
6. Belgelendirmek koşulu ile 2209-A Üniversite Öğrencileri Araştırma Projeleri Destekleme Programı ve/veya 2209-B Sanayiye Yönelik Lisans Araştırma Projeleri Desteği Programı’ndan destek almış/alıyor olanlara öncelik tanınacaktır.

Eğitim duyurusu üniversitelerin ilgili fakülte ve enstitülerine gönderilmek üzere tüm üniversite rektörlüklerine iletilecek olup 15 Mart 2024’e kadar başvuruların hazırlanacak çevrimiçi başvuru formu üzerinden yapılması istenecektir. Başvuru formu ayrıca eğitimin web sayfasında görünür bir şekilde yayınlanacaktır.