脑-机接口（brain-computer interface,BCI）通过大脑的思维活动和外部环境进行信息交互,其组成通常包括信号采集、处理及输出等一系列硬件设备和软件技术。运动想象（motor imagery,MI）指大脑有运动意图但不执行实际肢体动作,是BCI的常用范式之一。MI-BCI可以应用于运动功能损伤患者的大脑可塑性修复。然而常规MI-BCI存在一些问题亟待解决,主要包括运动意图的解码正确率低、空间分辨力差、想象能力个体差异性大、存在“BCI盲”及任务模式少等。研究表明,MI-BCI中使用辅助刺激能够有效提高系统性能,但需要设计高效的辅助刺激系统。本文针对上述问题,提出基于人体感知通路的视-听-体辅助刺激特征调制新方法,围绕辅助刺激系统及范式的构成、辅助刺激特征调制方式、大脑神经响应过程及系统运动意图解码等BCI关键技术开展一系列研究,主要研究工作包括:1)研究了一种基于动态视觉辅助刺激的特征调制方法,研究了不同视觉辅助刺激下大脑神经震荡模式、特征调制效应和BCI运动意图解码性能,证实了复杂MI任务结合动态视觉刺激范式的可识别特征显著增强,系统平均分类正确率比静态范式下提高了14%,个体最优正确率均达到87.5%以上。此研究为MI-BCI在运动功能康复领域的应用提供了新途径。2)研究了视觉辅助刺激下感觉运动皮层与其它脑区皮层信息加工与传递规律,证实了动态刺激结合复杂MI任务的皮层源活动在运动区及顶额镜像区显著增强,脑网络中因果连接关系更复杂,辅助运动皮层和顶区镜像皮层之间产生了更多的信息交互。此研究为揭示辅助刺激调制作用的方式及大脑神经响应模式提供了重要依据。3)为扩大MI-BCI在视觉障碍人群中的应用,研究了一种动态听觉辅助刺激特征增强方法,从时-空-频特征角度验证了动态听觉刺激对MI任务执行期间大脑神经活动的调制效应,证实了该方法下解码性能可以达到BCI应用要求。4)研究了一种融合稳态体感辅助刺激和下肢MI的混合特征增强方法,证实了MI任务对体感特征具有调制作用。采用混合特征解码策略后左/右脚运动意图识别正确率提高了16%。此研究解决了足部MI任务侧向性识别空间分辨力低、单一肢体动作指令集少的难题,拓展了MI-BCI在下肢运动功能康复领域的应用。