【摘 要】
：
脑-机接口（BCI）是一种新型的人机交互技术,其目的是搭建一条大脑与外部设备的直接通道,使用户可以通过脑电信号直接对外部设备进行操纵。其中基于运动想象的脑机接口（MI-BCI）被广泛应用于自发脑电的BCI系统中。虽然关于MI-BCI的技术已经取得了显著的成果,但是仍然存在着操作层面少,运动想象任务有限,随着想象任务的增多分类准确率会急剧下降等不足。因此,高效诱发受试者运动想象脑电信号的实验范式是该
【基金项目】
：
国家自然科学基金（51707054,61806070）； 河北省自然科学基金（F2018202088）；
论文部分内容阅读
脑-机接口（BCI）是一种新型的人机交互技术,其目的是搭建一条大脑与外部设备的直接通道,使用户可以通过脑电信号直接对外部设备进行操纵。其中基于运动想象的脑机接口（MI-BCI）被广泛应用于自发脑电的BCI系统中。虽然关于MI-BCI的技术已经取得了显著的成果,但是仍然存在着操作层面少,运动想象任务有限,随着想象任务的增多分类准确率会急剧下降等不足。因此,高效诱发受试者运动想象脑电信号的实验范式是该类BCI系统性能得以提升的关键技术之一。本文设计了一种附加默读的语言运动想象范式,旨在丰富运动想象任务的操作层面,提高MI-EEG的分类准确率,进而提升MI-BCI系统的实用价值。本文的主要工作如下:1、脑电采集与实验设计。设计了基于“右手抓握”,“双脚跳跃”,“吞咽”和“空闲”的运动想象范式以及基于“握”、“跳”、“吃”、“空”四个汉字的默读与想象相结合的附加默读运动想象范式,分别采集了受试者进行两类实验任务时的脑电信号。2、滤波频率范围的确定。采用事件相关谱扰动算法（ERSP）对所有受试者在两类实验任务下的脑电信号进行了时频分析,并根据不同任务状态下脑电信号相对基线的时频能量变化,为每名受试者确定了合适的滤波频率范围,以减少受试者之间的个体差异性对分类结果的影响。3、脑电信号特征提取与分类。分别采用共空间模式（CSP）结合Fisher分类器和卷积神经网络（CNN）算法两种方式对受试者四种条件下（无改进滤波范围无默读、改进滤波范围无默读、无改进滤波范围附加默读、改进滤波范围附加默读）的脑电信号进行分类。结果表明,CSP结合Fisher分类器的方式对四种条件下脑电信号的平均分类准确率均低于50%,而采用CNN的方式明显优于前者,并且两种分类方式均表明改进滤波范围以及附加默读任务能够提升平均分类准确率,其中附加默读运动想象范式在改进滤波范围条件下,脑电信号的CNN分类平均准确率达到了64.26%±2.19%,显著高于其它三种情况,验证了附加默读和改进滤波范围对提升MI-BCI分类准确率的有效性。4、脑功能网络构建与分析。构建了静息态、运动想象状态以及附加默读运动想象状态下的基于Granger因果关系的脑功能网络,并且对比分析了不同状态下脑功能网络的网络特性差异。结果表明:与静息态脑网络相比,运动想象增强了脑功能网络的连接强度以及脑网络的集团化程度,并增强了脑区间的因果流向性,附加默读运动想象在运动想象状态的基础上进一步加强了脑功能网络的连接强度以及集团化程度,同时左额叶脑区和右顶叶脑区对其他脑区的因果信息流增多。本文研究结果表明,改进滤波频率范围和附加默读的语言运动想象范式能够有效提升MI-EEG分类准确率,附加默读的语言运动想象任务加强了脑功能网络的连接强度以及集团化程度,同时也增强了不同脑区间的因果信息流向,进一步证明了附加默读任务对于提高MI-BCI系统性能的有效性。
其他文献
阿尔茨海默症（AD）是一种隐匿发展的神经退行性疾病,目前尚未有效的治疗方法,而及时判断AD病症程度,有助于选择合适的治疗时机和有效方法。因此,研究不同病症程度下AD模型动物的脑电和心电（ECG）信号改变,从病变信号特征入手识别病程程度,对有效诊断和改善AD均具有重要意义。本文以APP/PS1双转基因小鼠为研究对象,首先利用行为学方法将AD小鼠按照痴呆程度分类,然后利用多通道在体记录技术和无创心电采
医学影像分割是临床医学影像学分析过程中最重要的任务之一。随着医学影像与深度学习技术的快速发展,基于深度学习的医学影像分割技术在医学影像分割任务中发挥出越来越重要的作用。U-Net作为一种目前比较广泛应用于医学影像分割的深度学习方法,取得了很好的医学影像分割效果。然而,由于医学影像具有有效标注数据较少、器官组织及其肿瘤病灶的大小差异、无关背景数据干扰等特点,当前的深度学习分割算法仍然难以满足临床医学
与普通英语相比,法律英语更加注重内容的准确性,力求句子表意清晰,所以大量使用定语从句。因此,定语从句的翻译是法律英语翻译的一个重要组成部分。本翻译报告以丹尼尔·海托诉星特朗有限责任公司一案的翻译为基础,然后在翻译实践的基础上,分析研究法律英语中定语从句的翻译技巧。英语定语从句分为两类:限制性定语从句和非限制性定语从句。作者结合源文本语言特点,针对这两种定语从句分析总结出了不同的翻译方法。限制性定语
经颅磁声电刺激是一种将静磁场和超声结合起来,共同作用对神经组织施加刺激的新型神经调控方式。该方法具有较好的空间分辨率和穿透深度,在脑科学研究和神经精神类疾病治疗领域具有重要的研究价值。该领域现有文献多集中在单个神经元及神经网络层次的研究,对小簇集群级别神经模型的讨论较少。探索经颅磁声电刺激下的神经元集群放电规律,对揭示其深层神经作用机制具有重要意义。本文在国家自然科学基金资助下,采用神经元集群建模
神经系统是人最复杂也是最重要的系统之一,其受损或功能异常会引发多种疾病和后遗症。作为一种非侵入式的神经调控技术,经颅电刺激可通过调节皮质神经元的兴奋性改善神经系统响应,但其刺激效应仍未明确阐明。本文通过仿真和实验的结合,图论分析结合电生理技术,从多个尺度研究不同强度电刺激对神经响应特性的分析,为辅助制定安全合理的t DCS刺激方案提供了参考。本文主要内容包括:1.通过仿真外加电刺激下的单个HH神经
阿尔茨海默症（Alzheimer’s Disease,AD）是一种目前无法治愈的进行性神经系统疾病。其典型症状记忆力减退常被误认为是正常衰老表现,因此就诊率低。轻度认知障碍是AD的前驱阶段,它转化为AD的几率远高于正常认知,及时确诊治疗可有效延缓疾病进展。磁共振成像在AD病程诊断中是十分重要的检查手段。深度学习的发展推动着智慧医疗的进步,其中卷积神经网络（Convolutional Neural
工作记忆（WM）是许多高级脑功能得以实现的基础,对WM及其机制的研究具有重要意义。由于神经电活动信号中蕴含了生物体的生理病理相关信息,对其特征的有效提取和分析一直是神经科学领域的研究热点之一。神经电信号具有非线性、非平稳以及包含多个时间尺度信息的特点。此外,不同频段的信号可能参与了不同的生理过程,如:局部场电位（LFPs）信号的θ频段（4～12 Hz）和γ频段（30～200 Hz）与WM密切相关。
在第二次世界大战中,人权被肆意践踏,人的生命被随意屠杀,人被当成是工具而非目的本身。因此,在第二次世界大战结束后,经过国际范围内的集体反思,世界各国开始意识到人权保障的重要性,并积极推动人权保障事业的发展。人权保障在刑事司法活动中集中体现在对当事人权利的保障上,疑罪从无、无罪推定、不得强迫自证其罪等原则和制度极大地保障了犯罪嫌疑人、被告人的合法权利。虽然被害人在刑事诉讼当中的待遇相比以往有所提高,
脑机接口是在人脑与计算机等外部设备之间建立的一条不依赖人体外周神经和肌肉的信息通路。基于事件相关电位的脑机接口通过视觉刺激诱发N200和P300电位,并能够利用电位特征辨识出被试者的输出意图,具有重要的研究意义。当前对意图的辨识准确率仍需进一步提高,如何为被试者提供舒适的意图输出方式是人-机友好交互的重要内容。上述问题的研究是事件相关电位的脑机接口的提升性能和推进实用化的关键内容,本文对此开展意图
流质条款因为其可能会使债务人利益受损的特性而被我国《中华人民共和国担保法》（下称《担保法》）、《中华人民共和国物权法》（下称《物权法》）所禁止,但由于其能够降低担保物权的实现成本,提高市场交易的效率,在实践中仍得到了广泛采用。立法中,2020年《中华人民共和国民法典》（下称《民法典》）颁布,其中物权编第401条以及第428条对于流质条款的规定作出重大改变,不再强制性否定其效力,而是用了法律后果的表