脳コンピュータインタフェース使用のための人間の視覚的スキル：チュートリアル

Human visual skills for brain-computer interface use: a tutorial.

• Melanie Fried-Oken
• Michelle Kinsella
• Betts Peters
• Brandon Eddy
• Bruce Wojciechowski

抄録

重度の障害を持つ人々のためのブレイン・コンピュータ・インターフェース（BCI）の多くは、使用を成功させるために必要な視覚的スキルについてはほとんど考慮されていないまま、視覚的モダリティでの刺激を提示しています。このチュートリアルの主な目的は、研究者や臨床専門家に視覚的BCIを機能的に使用するために必要な視覚的スキルに関する基本的な情報を提供し、視覚障害者がBCI技術をより利用しやすいものにするための修正を提供することです。まず、視覚インターフェースに依存するBCIの背景を説明する。次に、拡張代替コミュニケーション（AAC）に使用されるBCI技術に必要な視覚的スキルと、ユーザーのパフォーマンスに影響を与える可能性のある一般的な眼の状態や障害について説明します。また、研究や臨床の場で目のケアをしていない専門家が実施できるスクリーニングツールと、目のケアをする専門家の役割についてもまとめている。最後に、特定された機能障害を補うためのBCIの設計変更の可能性を探る。情報は、文献レビューと視覚専門家の臨床経験から得られた。この詳細な説明は、BCI技術のビジュアルインターフェースの設計と使用に影響を与える視覚スキルと機能的視覚障害に関する基礎的な情報で締めくくられています。視覚インターフェースは、成功したBCIシステムの重要な構成要素です。リハビリテーションへの影響 脳コンピュータ・インターフェース（BCI）が重度の運動障害者のアクセス方法として可能になるにつれ、臨床医が視覚的BCIインターフェースの使用に必要な視覚的スキルの基礎知識を持つことが重要になってくる。リハビリテーション提供者は、BCI利用者の機能的視覚技能に関する情報を客観的に収集する知識を持たなければならない。リハビリテーション提供者は、視覚障害を持つ利用者のためにBCI視覚インタフェースをどのように変更するかを理解しなければならない。

Many brain-computer interfaces (BCIs) for people with severe disabilities present stimuli in the visual modality with little consideration of the visual skills required for successful use. The primary objective of this tutorial is to present researchers and clinical professionals with basic information about the visual skills needed for functional use of visual BCIs, and to offer modifications that would render BCI technology more accessible for persons with vision impairments. First, we provide a background on BCIs that rely on a visual interface. We then describe the visual skills required for BCI technologies that are used for augmentative and alternative communication (AAC), as well as common eye conditions or impairments that can impact the user's performance. We summarize screening tools that can be administered by the non-eye care professional in a research or clinical setting, as well as the role of the eye care professional. Finally, we explore potential BCI design modifications to compensate for identified functional impairments. Information was generated from literature review and the clinical experience of vision experts. This in-depth description culminates in foundational information about visual skills and functional visual impairments that affect the design and use of visual interfaces for BCI technologies. The visual interface is a critical component of successful BCI systems. We can determine a BCI system for potential users with visual impairments and design BCI visual interfaces based on sound anatomical and physiological visual clinical science.Implications for RehabilitationAs brain-computer interfaces (BCIs) become possible access methods for people with severe motor impairments, it is critical that clinicians have a basic knowledge of the visual skills necessary for use of visual BCI interfaces.Rehabilitation providers must have a knowledge of objectively gathering information regarding a potential BCI user's functional visual skills.Rehabilitation providers must understand how to modify BCI visual interfaces for the potential user with visual impairments.Rehabilitation scientists should understand the visual demands of BCIs as they develop and evaluate these new access methods.