伸手抓取環(huán)境中的目標(biāo)物體是人類日常生活中非常重要的生活能力,由于外傷、疾病等不同的原因,導(dǎo)致部分人的運(yùn)動(dòng)和/或感覺功能的缺失或喪失,嚴(yán)重影響了日常的生活。對(duì)于這些患者,輕癥的尚可以通過手術(shù)、藥物及康復(fù)等治療手段進(jìn)行改善,但對(duì)于重癥的患者,例如上肢完全喪失運(yùn)動(dòng)與感覺功能的患者,目前臨床上主要是通過腦機(jī)接口技術(shù)來進(jìn)行其肢體運(yùn)動(dòng)和感覺功能的替代或補(bǔ)充。部分研究團(tuán)隊(duì)在多個(gè)運(yùn)動(dòng)相關(guān)腦區(qū)植入電極陣列,利用電極采集到的神經(jīng)元的鋒電位信號(hào),通過優(yōu)化的解碼算法,可以連續(xù)控制假肢/機(jī)械臂進(jìn)行三維空間的伸展抓握運(yùn)動(dòng),并可以通過電刺激初級(jí)感覺皮層的方式讓受試者產(chǎn)生感覺反饋,改善了患者的運(yùn)動(dòng)或感覺功能,提升了他們的生活質(zhì)量。雖然在臨床上,通過植入式腦機(jī)接口技術(shù)開展的臨床實(shí)驗(yàn)取得很大的進(jìn)展,但是對(duì)如何能夠在更復(fù)雜的環(huán)境變化條件下,實(shí)現(xiàn)假肢/機(jī)械臂的精準(zhǔn)、穩(wěn)定的控制等問題尚缺乏系統(tǒng)性研究。本研究擬初步探究在復(fù)雜的環(huán)境變化情況下,初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層、初級(jí)感覺皮層和后頂葉皮層的神經(jīng)信號(hào)的變化規(guī)律,從而為解碼算法的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供部分理論基礎(chǔ)。本研究利用兩只獼猴作為研究對(duì)象,搭建了多變量可控的伸手抓取研究平臺(tái),并在獼猴的初級(jí)運(yùn)動(dòng)... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：138 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 植入式腦機(jī)接口信號(hào)源的調(diào)諧特性
        1.2.1 神經(jīng)元鋒電位的調(diào)諧特性
        1.2.2 局部場(chǎng)電位的調(diào)諧特性
    1.3 環(huán)境變量與腦神經(jīng)信號(hào)交互的研究進(jìn)展
        1.3.1 時(shí)間變量與腦神經(jīng)信號(hào)交互的研究進(jìn)展
        1.3.2 物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變量與腦神經(jīng)信號(hào)交互的研究進(jìn)展
        1.3.3 運(yùn)動(dòng)干擾變量與腦神經(jīng)信號(hào)的交互的研究進(jìn)展
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 多變量可控的伸手抓取研究系統(tǒng)的構(gòu)建
    2.1 引言
    2.2 行為訓(xùn)練平臺(tái)的搭建
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物
        2.2.2 獼猴固定模塊的構(gòu)建
        2.2.3 訓(xùn)練系統(tǒng)模塊的構(gòu)建
    2.3 電極植入平臺(tái)的搭建與完善
        2.3.1 術(shù)前準(zhǔn)備流程的完善
        2.3.2 電極植入手術(shù)流程的設(shè)計(jì)與完善
    2.4 信號(hào)采集與軌跡追蹤平臺(tái)的搭建
    2.5 信號(hào)分析平臺(tái)的搭建與完善
        2.5.1 原始文件的鋒電位探測(cè)
        2.5.2 事件相關(guān)腳本文件的編寫
        2.5.3 行為學(xué)評(píng)價(jià)方法的建立
        2.5.4 基于Spike信號(hào)的分析程序編寫
        2.5.5 個(gè)體神經(jīng)元波形的繪制
        2.5.6 基于LFP信號(hào)的分析程序的編寫
        2.5.7 基于LFP的相干性分析程序的編寫
        2.5.8 統(tǒng)計(jì)分析
第3章 時(shí)間變量與神經(jīng)信號(hào)交互規(guī)律研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)范式介紹及行為學(xué)表現(xiàn)
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)范式的介紹
        3.2.2 行為學(xué)訓(xùn)練
        3.2.3 行為學(xué)表現(xiàn)
    3.3 運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)備階段間期計(jì)時(shí)的特征性神經(jīng)信號(hào)的提取與解析
        3.3.1 不同腦區(qū)的神經(jīng)元的發(fā)放頻率變化模式匯總
        3.3.2 特征性神經(jīng)元發(fā)放頻率變化規(guī)律分析
        3.3.3 Beta頻段局部場(chǎng)電位在準(zhǔn)備階段計(jì)時(shí)研究中的調(diào)諧規(guī)律
    3.4 伸手階段間期計(jì)時(shí)的特征性腦神經(jīng)信息的提取與解析
        3.4.1 不同腦區(qū)的神經(jīng)元的發(fā)放頻率變化模式匯總
        3.4.2 特征性神經(jīng)元發(fā)放頻率變化規(guī)律分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變量與神經(jīng)信號(hào)交互規(guī)律研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)范式介紹及行為學(xué)表現(xiàn)
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)范式的介紹
        4.2.2 行為學(xué)訓(xùn)練
        4.2.3 行為學(xué)表現(xiàn)
    4.3 神經(jīng)元發(fā)放頻率在運(yùn)動(dòng)物體抓取過程中的調(diào)諧規(guī)律研究
        4.3.1 不同腦區(qū)的神經(jīng)元發(fā)放頻率變化趨勢(shì)匯總
        4.3.2 特征性神經(jīng)元發(fā)放頻率變化規(guī)律分析
    4.4 基于卡爾曼濾波的運(yùn)動(dòng)位置和速度的解碼研究
    4.5 基于支持向量機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向解碼研究
    4.6 腦區(qū)之間的信息交互研究
    4.7 本章小結(jié)
第5章 運(yùn)動(dòng)干擾變量與神經(jīng)信號(hào)交互規(guī)律研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)范式介紹及行為學(xué)表現(xiàn)
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)范式的介紹
        5.2.2 行為學(xué)訓(xùn)練
        5.2.3 行為學(xué)表現(xiàn)
    5.3 神經(jīng)元發(fā)放頻率在運(yùn)動(dòng)干擾任務(wù)過程中的調(diào)諧規(guī)律研究
        5.3.1 不同腦區(qū)的神經(jīng)元發(fā)放頻率變化趨勢(shì)匯總
        5.3.2 運(yùn)動(dòng)方向調(diào)諧的神經(jīng)元比例匯總
    5.4 基于卡爾曼濾波的運(yùn)動(dòng)位置和速度的解碼研究
    5.5 基于支持向量機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向解碼研究
    5.6 腦區(qū)之間的信息交互研究
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]A New Perspective for Parkinson’s Disease:Circadian Rhythm[J]. Siyue Li,Yali Wang,Fen Wang,Li-Fang Hu,Chun-Feng Liu.  Neuroscience Bulletin. 2017(01)

博士論文
[1]植入式腦機(jī)接口神經(jīng)元鋒電位的時(shí)變特征分析與解碼研究[D]. 廖玉璽.浙江大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3454286