發(fā)布時(shí)間：2017-04-23 17:00

  本文關(guān)鍵詞：利用經(jīng)顱電刺激提高基于視覺誘發(fā)電位腦機(jī)接口性能的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：腦機(jī)接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)了人腦與外部設(shè)備或環(huán)境直接的信息交流與控制,它作為一種新穎的人機(jī)交互方式引發(fā)了全球的研究熱潮。但是總體上基于腦電信號(hào)的腦機(jī)接口的性能并不理想,面臨著信息傳輸率低,分類正確率低等諸多難題。目前,國內(nèi)外的研究主要從信號(hào)處理以及實(shí)驗(yàn)范式兩個(gè)方向去挖掘和利用更多的腦部信息以提高腦機(jī)接口的性能。近期,神經(jīng)調(diào)節(jié)方式開始引起研究者的關(guān)注,神經(jīng)調(diào)節(jié)可以調(diào)節(jié)大腦活性,改善大腦信號(hào)源的響應(yīng),從而有望從根本上提高腦機(jī)接口的信號(hào)質(zhì)量。受此啟發(fā),本文采用了經(jīng)顱電刺激這種神經(jīng)調(diào)節(jié)技術(shù),期待為基于視覺刺激的兩種腦機(jī)接口帶來性能的提升。本文主要的工作如下:首先,本文關(guān)注了傳輸率較高的基于穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位(SSVEP)的腦機(jī)接口,由于視覺誘發(fā)電位在低頻以及中高頻中對(duì)視覺刺激的響應(yīng)的差異較大,本文分別從低頻穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位和高頻穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位兩個(gè)部分進(jìn)行研究。根據(jù)現(xiàn)有對(duì)視覺誘發(fā)電位的影響因素的研究,本文做出假設(shè):經(jīng)顱交流電刺激(tACS)能夠增強(qiáng)穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位類腦機(jī)接口的性能,通過六位受試者進(jìn)行間隔48小時(shí)以上的兩組實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組),本文得出經(jīng)顱交流電刺激對(duì)于低頻穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位腦機(jī)接口性能增強(qiáng)具有統(tǒng)計(jì)顯著性,同時(shí)表明經(jīng)顱交流電刺激對(duì)與其刺激頻率相近的視覺刺激的穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位的增強(qiáng)更強(qiáng)。對(duì)高頻穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位腦機(jī)接口進(jìn)行相似的實(shí)驗(yàn),六名受試者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中腦機(jī)接口性能提升并沒有統(tǒng)計(jì)顯著性。然后,本文又針對(duì)經(jīng)顱電刺激對(duì)P300腦機(jī)接口性能影響進(jìn)行了研究。由于P300腦機(jī)接口與穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位腦機(jī)接口的產(chǎn)生機(jī)制的差異,針對(duì)P300的腦機(jī)接口性能提升,本文采用了經(jīng)顱直流電刺激(tDCS)對(duì)相關(guān)腦區(qū)的活性進(jìn)行調(diào)節(jié),通過四位受試者的預(yù)實(shí)驗(yàn)表明經(jīng)顱直流電刺激對(duì)于P300腦機(jī)接口性能的提升具有統(tǒng)計(jì)顯著性。另外,本文簡單介紹了經(jīng)移植視覺誘發(fā)電位實(shí)驗(yàn)平臺(tái),其實(shí)現(xiàn)了腦機(jī)接口控制輪椅的基本功能,同時(shí)初步考查了經(jīng)顱電刺激對(duì)于受試者的操作準(zhǔn)確性的影響。本論文的主旨是通過理論與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合,為提高腦機(jī)接口的分類正確率以及其綜合性能進(jìn)行相關(guān)的研究,從而使腦機(jī)接口更利于實(shí)際的臨床等應(yīng)用中。
【關(guān)鍵詞】：腦機(jī)接口 穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位 P300 經(jīng)顱直流電刺激 經(jīng)顱交流電刺激
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R318;TN911.7
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-15
• 第一章 緒論15-25
• 1.1 課題來源15
• 1.2 研究背景與意義15-17
• 1.3 研究現(xiàn)狀17-22
• 1.3.1 腦機(jī)接口的研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3.2 大腦神經(jīng)調(diào)節(jié)的研究現(xiàn)狀20-22
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容與章節(jié)安排22-25
• 第二章 經(jīng)顱電刺激對(duì)于低頻SSVEP的增強(qiáng)25-43
• 2.1 腦電tACS對(duì)SSVEP增強(qiáng)的機(jī)理25-30
• 2.1.1 SSVEP機(jī)理簡介25-28
• 2.1.2 tACS調(diào)節(jié)機(jī)理28-30
• 2.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及實(shí)驗(yàn)范式介紹30-34
• 2.3 實(shí)驗(yàn)處理算法34-36
• 2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析36-40
• 2.5 本章小結(jié)40-43
• 第三章 經(jīng)顱電刺激對(duì)于高頻SSVEP的增強(qiáng)43-57
• 3.1 高頻SSVEP研究介紹43-44
• 3.2 高頻光源刺激平臺(tái)構(gòu)建及實(shí)驗(yàn)范式44-47
• 3.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)模式提取算法47-49
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析49-56
• 3.5 本章小結(jié)56-57
• 第四章 經(jīng)顱電刺激對(duì)于視覺類P300的增強(qiáng)57-77
• 4.1 P300腦機(jī)接口機(jī)理57-60
• 4.2 tDCS神經(jīng)調(diào)節(jié)作用機(jī)理60-62
• 4.3 tDCS對(duì)于P300腦機(jī)接口增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)62-66
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)構(gòu)建62-65
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)范式65-66
• 4.4 P300特征提取算法66-68
• 4.4.1 疊加平均的方法66-67
• 4.4.2 CSP方法67-68
• 4.5 P300特征分類算法68-71
• 4.5.1 逐步判別分析算法68-69
• 4.5.2 支持向量機(jī)69-71
• 4.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論71-75
• 4.7 本章小結(jié)75-77
• 第五章 腦機(jī)接口的應(yīng)用77-83
• 5.1 SSVEP腦機(jī)接口移動(dòng)應(yīng)用平臺(tái)介紹77-82
• 5.1.1 應(yīng)用平臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)77-80
• 5.1.2 應(yīng)用平臺(tái)使用操作80-81
• 5.1.3 實(shí)際應(yīng)用測試81-82
• 5.2 本章小結(jié)82-83
• 第六章 結(jié)束語83-85
• 6.1 全文工作總結(jié)83-84
• 6.2 后續(xù)研究工作及展望84-85
• 參考文獻(xiàn)85-91
• 致謝91-93
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文93

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本文編號(hào)：322692