21世紀(jì)被世界公認(rèn)為是生物科學(xué)和腦科學(xué)的時(shí)代,對(duì)人腦高級(jí)認(rèn)知功能的多學(xué)科、多層次的綜合研究呈現(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。在全球性腦研究計(jì)劃的推動(dòng)下,我國(guó)提出了“腦科學(xué)與類腦研究”的戰(zhàn)略部署以期在腦科學(xué)、腦疾病早期診斷與干預(yù)、類腦智能計(jì)算三個(gè)前沿領(lǐng)域取得國(guó)際領(lǐng)先的成果。腦電信號(hào)的科學(xué)研究是腦科學(xué)研究領(lǐng)域的重要組成部分,腦-機(jī)接口技術(shù)（Brain–Computer Interface,BCI）是用于人腦與計(jì)算機(jī)或其他電子設(shè)備之間的通信和控制系統(tǒng),它不同于人腦通常所依賴的周圍神經(jīng)系統(tǒng)和肌肉組織進(jìn)行信息傳遞,而是通過人類的頭皮電位（即通常的腦電圖信號(hào)）直接將信號(hào)傳遞到計(jì)算機(jī)進(jìn)行信號(hào)識(shí)別并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制。BCI技術(shù)因在醫(yī)療康復(fù)工程、自動(dòng)控制系統(tǒng)以及軍事領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景,從而成為近年來研究的熱點(diǎn)。基于運(yùn)動(dòng)想象的BCI（Motor Imagery-based BCI system,MI-BCI）系統(tǒng)主要采用運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)作為信號(hào)輸入,通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行信號(hào)處理,從而實(shí)現(xiàn)人腦與外部設(shè)備之間的通信和控制功能。因此MI-BCI系統(tǒng)能否快速有效地提取和識(shí)別與任務(wù)相關(guān)的腦電信號(hào)特征是當(dāng)前研究人員面臨的重大課題。隨著... 

【文章來源】：山東師范大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

突觸后神經(jīng)元電位組成的腦電圖（A~F代表錐體細(xì)胞）

山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文快波（50μV 以上）。③按圖形的分類： 腦電圖、β 腦電圖、平坦腦圖。事件相關(guān)同步和去同步發(fā)生肢體運(yùn)動(dòng)或想象運(yùn)動(dòng)時(shí)大腦皮層運(yùn)動(dòng)相關(guān)區(qū)域腦電特定頻段的幅之為事件相關(guān)去同步化（Event Related Desynchronization, ERD）；當(dāng)惰性狀態(tài)下時(shí)，特定頻段的幅度表現(xiàn)出波幅增高，這一現(xiàn)象稱之為事ent Related Synchronization, ERS）。研究表明感覺運(yùn)動(dòng)皮層局部發(fā)生 ER皮層區(qū)域會(huì)伴隨有 ERS 出現(xiàn)。人體大腦皮層運(yùn)動(dòng)體感區(qū)神經(jīng)沖動(dòng)的的特征，即當(dāng)實(shí)際或想象左手運(yùn)動(dòng)時(shí)，ERD 現(xiàn)象將出現(xiàn)在大腦右側(cè)皮反之亦然。如圖 1-2 所示呈現(xiàn)了四種不同的運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)對(duì)應(yīng)激活區(qū)用這種腦電節(jié)律上的差異性來實(shí)現(xiàn) MI-BCI 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

該 研 究 使 用 了 德 國(guó) Tuebingen 大 學(xué) 提 供 的 BCI 競(jìng) 賽 III 的 數(shù) 據(jù) 集 I（http://www.bbci.de/competition/iii/）。在實(shí)驗(yàn)期間，受試者進(jìn)行左手小指或舌頭的想象運(yùn)動(dòng)，如圖 2-1 所示。通過使用 8×8 ECoG 鉑電極網(wǎng)格獲取腦電活動(dòng)的時(shí)間序列并將該電極放置在對(duì)側(cè)（右）運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)上，如圖 2-2 所示，電極的排列序號(hào)如圖 2-3 所示。所有信號(hào)記錄的采樣率為 1000Hz，放大后將記錄的電位存儲(chǔ)為微伏值。每次試驗(yàn)都包括想象舌頭或手指運(yùn)動(dòng)，并記錄 3 秒。為避免視覺誘發(fā)電位反映在數(shù)據(jù)中，記錄間隔在視覺提示結(jié)束后 0.5 秒開始。實(shí)驗(yàn)范式如圖 2-4 所示，描述了 MI 試驗(yàn)的記錄過程，想象階段持續(xù) 7 秒，從 ECoG 記錄中提取了三秒鐘的運(yùn)動(dòng)想象片段進(jìn)行分析。訓(xùn)練數(shù)據(jù)由兩部分組成：278 次試驗(yàn)中的大腦活動(dòng)，通過格式[試驗(yàn)次數(shù)×電極通道×時(shí)間序列樣本]存儲(chǔ)在三維（3D）矩陣 X 中，并且將 278 個(gè)試驗(yàn)的標(biāo)簽存儲(chǔ)為-1/1值的 Y 矩陣中。測(cè)試數(shù)據(jù)包含 100 個(gè)以矩陣形式存儲(chǔ)和帶標(biāo)簽的大腦活動(dòng)試驗(yàn)（3D 格式與前面描述的相同）。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于腦電的無創(chuàng)腦機(jī)接口研究進(jìn)展[J]. 陳小剛,王毅軍.  科技導(dǎo)報(bào). 2018(12)
[2]基于P300電位的腦機(jī)接口系統(tǒng)中參數(shù)優(yōu)化問題的研究[J]. 馬忠偉,高上凱.  中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2009(06)
[3]基于腦電的腦-機(jī)接口系統(tǒng)研究現(xiàn)狀[J]. 伍亞舟,吳寶明,何慶華.  中國(guó)臨床康復(fù). 2006(01)
[4]腦-機(jī)接口技術(shù)綜述[J]. 楊立才,李佰敏,李光林,賈磊.  電子學(xué)報(bào). 2005(07)

博士論文
[1]基于運(yùn)動(dòng)想象的腦機(jī)接口相關(guān)算法研究[D]. 徐舫舟.山東大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3244754