植入式腦—機接口——Spike信號獲取與檢測方法研究.pdf

1、隨著腦科學和計算機科學研究的迅猛發(fā)展，腦-機接口技術取得了長足的進步。腦-機接口是一種不依賴大腦與外周神經和肌肉組織正常輸出通道的通信系統。腦-機接口能夠為那些具有肢體功能障礙、中風或其他神經功能障礙的人們提供一個與外部世界交流的途徑。因而，發(fā)展腦-機接口技術對于改善他們的生活質量具有重要意義。
　　腦-機接口主要包括非侵入式腦-機接口和侵入式腦-機接口兩種。侵入式腦-機接口又稱植入式腦-機接口，它通過將微電極陣列直接植入大腦特定

2、區(qū)域，來獲得該區(qū)域精確的大腦神經信號，相比非侵入式腦-機接口，具有信號質量好，時間、空間分辨率高，不需要提前訓練等優(yōu)點。
　　植入式腦-機接口研究包括兩方面的內容：一是神經元放電記錄設備，二是神經元放電信號數據處理算法。本課題對這兩方面內容的部分技術進行了探索。文中首先介紹了獲取細胞外神經元放電信號數據的兩種方法。一種方法是通過電生理技術來獲得大腦特定區(qū)域的真實的神經元放電信號。我們設計、實現了一套輕量、微型，可直接安置在自由活動

3、小動物腦部的腦電采集系統。本文中詳細介紹了該裝置模擬前端的設計與實現，并簡要闡述了背載系統的實現思想。另一種方法是為了研究腦電處理算法的方便，通過對真實腦電組成成分的分析，建立數學模型，來仿真得到神經元放電數據。本文接著提出了一種基于分段優(yōu)化的形態(tài)學濾波器的動作電位檢測方法。形態(tài)學濾波器的結構元素由高斯函數來構建，通過給出一個評價函數和參數優(yōu)化流程，使用于形態(tài)學運算的結構元素逼近腦電中動作電位的形狀，從而將動作電位和背景噪聲分離開來。再