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.pdf_第1頁
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1、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(guó)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),

2、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

3、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)

4、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(jiǎn)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

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