腦—機接口分類與相位分析.pdf

1、腦-機接口是在大腦和外部環(huán)境之間建立起一種直接的交流和控制通道。它是一門交叉學(xué)科，包含的領(lǐng)域有電工電子學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、實驗心理學(xué)、計算機科學(xué)、機器科學(xué)、信息理論等等。腦-機接口在醫(yī)療康復(fù)、環(huán)境自動化、休閑娛樂等方面有著廣泛的應(yīng)用前景，受到越來越多的研究者的重視。
　　運動想象是自發(fā)腦電的一種重要的BCI實驗范式。當(dāng)人們僅是想象一個動作而沒有執(zhí)行時，會激活相同的大腦感覺運動區(qū)域并產(chǎn)生與執(zhí)行這個動作相同的腦電模式。本文先對信號進行預(yù)處

2、理，然后用小波變換多分辨分析特性來加強信號特征，再用公共空間濾波器來得到特征向量，最后用支持向量機對兩類信號進行分類。用此方法得到了93.5％的分類準(zhǔn)確率。
　　大腦在聽問題并回答的過程包括一個語言理解過程，它由以記憶系統(tǒng)為基礎(chǔ)的語義處理機制和詞匯符號組合的處理機制兩種機制完成。經(jīng)研究大腦在注意力集中時，相關(guān)區(qū)域的相位由雜亂無章變得有序。據(jù)此本研究設(shè)計了聽覺刺激和視聽刺激了兩個刺激方案，針對回答選擇性問題時大腦的反應(yīng)區(qū)域進行探索。

3、建立了采集系統(tǒng)硬件平臺，并編寫了相應(yīng)的軟件，采集了多個導(dǎo)聯(lián)的腦電信號。
　　本文對聽覺刺激方案采集到的腦電信號，先用小波變換對頻率分段，再用希爾伯特提取它們的相位，分別求出相位在每頻率段的近似熵值和信息熵值，得出的結(jié)論是當(dāng)人們在回答“是”時，大腦被激活的區(qū)域為中央?yún)^(qū)，當(dāng)說“不是”時被激活的區(qū)域為中央?yún)^(qū)和顳區(qū)。這和通過核磁共振成像技術(shù)得到的結(jié)論相一致。
　　人們發(fā)現(xiàn)大腦信息整合和處理的主要潛在機制是由各神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的同步性振蕩引起

4、的。腦電中的同步現(xiàn)象，是建立起不同腦區(qū)間信息交流的一個關(guān)鍵部分。通過對視聽刺激得到的腦電信號用已有的同步指數(shù)和互信息熵方法分析相位同步外，還采用了互近似熵的方法，得出的結(jié)果表明互近似熵也能用于分析相位同步。表明了當(dāng)人們在回答選擇性問題時，額葉和顳葉、中央?yún)^(qū)和枕區(qū)、中央?yún)^(qū)和顳葉、枕區(qū)和顳葉之間有相位同步現(xiàn)象，這和語言認(rèn)知方面的研究得出的結(jié)論是一致的。
　　本文對腦-機接口幾個很重要的研究方向:運動想象、腦電相位和相位同步做了研究。研