利用經(jīng)顱電刺激提高基于視覺誘發(fā)電位腦機接口性能的研究.pdf

1、腦機接口技術(shù)實現(xiàn)了人腦與外部設備或環(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的腦機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，國內(nèi)外的研究主要從信號處理以及實驗范式兩個方向去挖掘和利用更多的腦部信息以提高腦機接口的性能。近期，神經(jīng)調(diào)節(jié)方式開始引起研究者的關注，神經(jīng)調(diào)節(jié)可以調(diào)節(jié)大腦活性，改善大腦信號源的響應，從而有望從根本上提高腦機接口的信號質(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接口帶來性能的提升。本文主要的工作如下：
　　首先，本文關注了傳輸率較高的基于穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位（SSVEP）的腦機接口，由于視覺誘發(fā)電位在低頻以及中高頻中對視覺刺激的響應的差異較大，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)電位兩個部分進行研究。根據(jù)現(xiàn)有對視覺誘發(fā)電位的影響因素的研究，本文做出假設：經(jīng)顱交流電刺激（tACS）能夠增強穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位類腦機接口的

3、性能，通過六位受試者進行間隔48小時以上的兩組實驗(實驗組與對照組),本文得出經(jīng)顱交流電刺激對于低頻穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位腦機接口性能增強具有統(tǒng)計顯著性，同時表明經(jīng)顱交流電刺激對與其刺激頻率相近的視覺刺激的穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位的增強更強。對高頻穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位腦機接口進行相似的實驗，六名受試者的實驗結(jié)果中腦機接口性能提升并沒有統(tǒng)計顯著性。
　　然后，本文又針對經(jīng)顱電刺激對P300腦機接口性能影響進行了研究。由于P300腦機接口與穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)

4、電位腦機接口的產(chǎn)生機制的差異，針對 P300的腦機接口性能提升，本文采用了經(jīng)顱直流電刺激（tDCS）對相關腦區(qū)的活性進行調(diào)節(jié)，通過四位受試者的預實驗表明經(jīng)顱直流電刺激對于P300腦機接口性能的提升具有統(tǒng)計顯著性。
　　另外，本文簡單介紹了經(jīng)移植視覺誘發(fā)電位實驗平臺，其實現(xiàn)了腦機接口控制輪椅的基本功能，同時初步考查了經(jīng)顱電刺激對于受試者的操作準確性的影響。
　　本論文的主旨是通過理論與實驗數(shù)據(jù)結(jié)合，為提高腦機接口的分類正確率以