人類個(gè)體具有豐富多樣的心理想象活動,不僅有運(yùn)動想象,還有言語想象、視覺想象、聽覺想象和觸覺想象等。想象力比知識更重要,是創(chuàng)造力的重要源泉之一。心理想象有望成為腦機(jī)交互(BCI)范式創(chuàng)新設(shè)計(jì)可選的心理活動。基于想象的腦機(jī)交互是一類重要的BCI,通過心理想象誘發(fā)的腦信號可以實(shí)現(xiàn)大腦與外設(shè)直接的通信和控制。本書強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合,認(rèn)為成功的BCI系統(tǒng)研發(fā)不是一個(gè)單純的工程實(shí)現(xiàn)方法或算法問題,更重要的是理論與原理。本書注重基礎(chǔ),包含了BCI的一些共性基礎(chǔ)內(nèi)容,包括BCI相關(guān)術(shù)語、BCI范式與神經(jīng)編碼、BCI金標(biāo)準(zhǔn)(在線BCI系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用的綜合評價(jià)方法——用戶可用性、滿意度和使用情況)。在此基礎(chǔ)上,本書聚焦基于想象的BCI基本概念、理論、原理和方法,以及運(yùn)動想象BCI實(shí)踐和應(yīng)用。本書不僅可供從事BCI研發(fā)的人員參考,也可供受認(rèn)知與神經(jīng)科學(xué)啟發(fā)的人工智能(包括類腦計(jì)算、腦機(jī)智能融合等方向)的研發(fā)人員參考,還可作為高年級本科生、碩士和博士研究生的教材。
伏云發(fā),2012年博士畢業(yè)于中國科學(xué)院研究生院、中國科學(xué)院沈陽自動化研究所機(jī)器人學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,獲工學(xué)博士學(xué)位。現(xiàn)為昆明理工大學(xué)腦認(rèn)知與腦機(jī)智能融合創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人,擔(dān)任中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會腦機(jī)接口與康復(fù)專業(yè)委員會第一屆委員會常務(wù)委員、中國人工智能學(xué)會腦機(jī)融合與生物機(jī)器智能專業(yè)委員會第三屆委員、中國認(rèn)知科學(xué)學(xué)會計(jì)算神經(jīng)工程專委會委員、腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟專家委員會資深專家、腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟科普與科技倫理工作組副主席,從事腦機(jī)接口研究17余年,主要研究興趣為腦機(jī)接口與神經(jīng)反饋及其應(yīng)用。楊幫華,2006年獲上海交通大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位,現(xiàn)為上海大學(xué)機(jī)電工程與自動化學(xué)院、醫(yī)學(xué)院雙聘教授,博士生導(dǎo)師,腦機(jī)工程研究中心負(fù)責(zé)人。獲上海市浦江人才、上海市五一勞動獎(jiǎng)、上海市三八紅旗手,擔(dān)任中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會腦機(jī)接口與康復(fù)專委會副主任委員、全國信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)腦機(jī)接口分技術(shù)委員會委員、中國腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟資深專家,深耕腦機(jī)接口領(lǐng)域20余年,主要研究領(lǐng)域包括運(yùn)動想象腦機(jī)接口編解碼技術(shù)及其結(jié)合VR應(yīng)用,相關(guān)研究成果多次被中央電視臺報(bào)道。陳樹耿,2021年獲復(fù)旦大學(xué)醫(yī)學(xué)博士學(xué)位,澳大利亞昆士蘭大學(xué)訪問學(xué)者,現(xiàn)為華山醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科主管物理治療師,擔(dān)任中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會腦機(jī)接口與康復(fù)專業(yè)委員會委員、中國研究型醫(yī)院學(xué)會神經(jīng)再生與修復(fù)專業(yè)委員會腦機(jī)接口學(xué)組委員,從事腦機(jī)接口及其臨床應(yīng)用和腦機(jī)制研究10余年,主持國家級和省部級腦機(jī)接口相關(guān)項(xiàng)目3項(xiàng),獲得中國產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新與促進(jìn)獎(jiǎng)、上?祻(fù)醫(yī)學(xué)科技獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。吳小培,2002年獲中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位,現(xiàn)為安徽大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授,博士生導(dǎo)師,安徽省學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人后備人選,安徽大學(xué)“生物信息感知與人機(jī)交互”科研團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人。2003—2006年在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)信號與信息處理博士后流動站從事博士后研究工作。曾作為國家留學(xué)基金委公派訪問學(xué)者赴美國加州大學(xué)圣地亞哥分校學(xué)習(xí)。長期從事信號處理領(lǐng)域的教學(xué)與科研工作,在多模態(tài)生物醫(yī)學(xué)信號處理方法及其在腦-機(jī)接口實(shí)用化技術(shù)方面取得了多項(xiàng)有價(jià)值的科研成果。
第1篇 腦機(jī)交互(BCI)的一些共性內(nèi)容
第1章 BCI重要內(nèi)容:BCI相關(guān)術(shù)語 2
1.1 BCI直接相關(guān)術(shù)語 2
1.1.1 腦?機(jī)器接口(BMI) 3
1.1.2 腦?計(jì)算機(jī)交互(BCI) 3
1.1.3 腦機(jī)融合 3
1.1.4 大腦(Brain)或中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS) 5
1.1.5 計(jì)算機(jī) 5
1.1.6 BCI用戶 6
1.1.7 腦信號采集 6
1.1.8 BCI范式 6
1.1.9 BCI神經(jīng)編碼 7
1.1.10 BCI神經(jīng)解碼 7
1.1.11 神經(jīng)反饋(NF) 7
1.1.12 感覺運(yùn)動假說 8
1.1.13 BCI跨學(xué)科性 9
1.1.14 BCI系統(tǒng)中的兩個(gè)自適應(yīng)控制器(CNS和BCI) 9
1.2 BCI緊密相關(guān)術(shù)語 10
1.2.1 感覺運(yùn)動節(jié)律腦機(jī)接口(SMR-BCI)相關(guān)術(shù)語 10
1.2.2 運(yùn)動想象腦機(jī)接口(MI-BCI)相關(guān)術(shù)語 11
1.2.3 基于認(rèn)知的腦機(jī)接口相關(guān)術(shù)語 16
1.2.4 P300腦機(jī)接口(P300-BCI)相關(guān)術(shù)語 18
1.2.5 穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位腦機(jī)接口(SSVEP-BCI)相關(guān)術(shù)語 21
1.2.6 穩(wěn)態(tài)聽覺誘發(fā)電位腦機(jī)接口(SSAEP-BCI)相關(guān)術(shù)語 28
1.2.7 穩(wěn)態(tài)觸覺誘發(fā)電位腦機(jī)接口(SSTEP-BCI)相關(guān)術(shù)語 30
1.2.8 依賴性BCI(Dependent BCI) 31
1.2.9 獨(dú)立性BCI(Independent BCI) 31
1.2.10 混合腦機(jī)接口(Hybrid BCI) 31
1.2.11 同步/異步腦機(jī)接口(Asynchronous/Synchronous BCI) 32
1.2.12 分布式腦機(jī)接口(Distributed BCI) 34
1.3 BCI用戶相關(guān)術(shù)語 34
1.3.1 BCI受試者(Subject) 35
1.3.2 嚴(yán)重運(yùn)動功能障礙(Severe Motor Impairments) 35
1.3.3 BCI人因工程相關(guān) 37
1.3.4 BCI可用性(BCI Usability) 37
1.3.5 BCI用戶評價(jià) 39
1.3.6 BCI 使用情況 40
1.3.7 個(gè)性化BCI 41
1.3.8 BCI醫(yī)學(xué) 41
1.3.9 BCI醫(yī)學(xué)目標(biāo) 42
1.3.10 BCI倫理 42
1.3.11 BCI轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué) 46
1.4 實(shí)用BCI相關(guān)術(shù)語 46
1.4.1 BCI臨床驗(yàn)證 47
1.4.2 BCI臨床評估 47
1.4.3 BCI臨床推廣 47
1.4.4 BCI替代功效 48
1.4.5 BCI恢復(fù)功效 48
1.4.6 BCI增強(qiáng)功效 48
1.4.7 BCI補(bǔ)充功效 48
1.4.8 BCI改善功效 49
1.4.9 BCI系統(tǒng)穩(wěn)定性 49
1.4.10 BCI系統(tǒng)準(zhǔn)確性 49
1.4.11 BCI系統(tǒng)快速性 50
1.4.12 BCI系統(tǒng)可靠性 51
1.4.13 BCI系統(tǒng)安全性 52
1.4.14 BCI系統(tǒng)易用性 53
1.4.15 BCI標(biāo)準(zhǔn)化 53
1.4.16 BCI產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化 54
1.4.17 假冒偽劣BCI產(chǎn)品 55
1.5 用于BCI的腦神經(jīng)電磁信號記錄相關(guān)術(shù)語 55
1.5.1 腦信號時(shí)間分辨率 55
1.5.2 腦信號空間分辨率 56
1.5.3 腦信號偽跡 56
1.5.4 腦信號信噪比 56
1.5.5 腦信號靈敏度 57
1.5.6 腦神經(jīng)元電磁信號 57
1.5.7 頭皮腦電(EEG) 59
1.5.8 皮層腦電(ECoG) 59
1.5.9 ECoG網(wǎng)格 60
1.5.10 微電極陣列(MEA) 60
1.5.11 神經(jīng)元發(fā)放(NF) 60
1.5.12 尖峰(Spikes) 61
1.5.13 局部場電位(LFP) 61
1.5.14 腦信號功率譜 63
1.5.15 腦磁(MEG) 63
1.6 用于BCI的腦組織血氧水平記錄相關(guān)術(shù)語 64
1.6.1 腦組織代謝血氧水平信號 64
1.6.2 神經(jīng)血管耦合 64
1.6.3 功能磁共振成像(fMRI) 65
1.6.4 功能性近紅外光譜(fNIRS) 67
1.7 BCI相關(guān)腦結(jié)構(gòu)與功能術(shù)語 69
1.7.1 靜息態(tài)(RS) 70
1.7.2 任務(wù)態(tài)(TS) 70
1.7.3 大腦共同的解剖參考框架(CARF) 70
1.7.4 大腦分區(qū)表(Brain Atlas) 71
1.7.5 腦結(jié)構(gòu)連接性(SC) 71
1.7.6 腦功能連接性(FC) 72
1.7.7 腦圖譜 72
1.7.8 腦結(jié)構(gòu)圖譜 72
1.7.9 腦功能圖譜 73
1.7.10 運(yùn)動皮層 73
1.7.11 腦干運(yùn)動神經(jīng)元 73
1.7.12 脊髓運(yùn)動神經(jīng)元 73
1.7.13 體感皮層 74
1.7.14 視覺皮層 74
1.7.15 聽覺皮層 74
1.7.16 視覺反饋(VF) 75
1.7.17 聽覺反饋(AF) 75
1.7.18 體感反饋(SF) 76
1.7.19 觸覺反饋(HF) 76
1.8 與BCI相關(guān)的其他術(shù)語 77
1.8.1 中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)自然/正常的輸入輸出 77
1.8.2 中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)人工的輸入輸出 78
1.8.3 BCI解決方案 78
1.8.4 非BCI解決方案 78
1.8.5 腦控技術(shù) 78
1.8.6 腦控機(jī)器人技術(shù) 79
1.8.7 共享控制策略 79
1.8.8 腦機(jī)協(xié)作策略 80
1.8.9 神經(jīng)可塑性 80
1.8.10 自適應(yīng)神經(jīng)技術(shù) 81
1.8.11 神經(jīng)調(diào)控 82
1.8.12 神經(jīng)刺激 82
1.8.13 基于肌電的肌機(jī)接口相關(guān)術(shù)語 82
1.8.14 基于眼電或眼動跟蹤的眼機(jī)接口相關(guān)術(shù)語 83
1.9 小結(jié) 83
參考文獻(xiàn) 84
第2章 BCI范式與神經(jīng)編碼 101
2.1 引言 101
2.2 BCI范式的定義和設(shè)計(jì)原則 102
2.2.1 BCI范式的定義 102
2.2.2 BCI范式的設(shè)計(jì)原則 103
2.3 BCI神經(jīng)編碼的定義和建模原則 104
2.3.1 BCI神經(jīng)編碼的定義 104
2.3.2 BCI神經(jīng)編碼的建模原則 105
2.3.3 BCI神經(jīng)編碼與BCI范式、BCI神經(jīng)解碼的關(guān)系 105
2.3.4 BCI神經(jīng)編碼與腦神經(jīng)編碼及計(jì)算機(jī)信息編碼的關(guān)系 105
2.3.5 BCI頻率/速率編碼 107
2.3.6 BCI時(shí)間編碼 107
2.3.7 BCI相位編碼 107
2.3.8 BCI神經(jīng)元群編碼 108
2.3.9 BCI相關(guān)性編碼 108
2.3.10 BCI稀疏編碼 108
2.3.11 BCI混合編碼 109
2.4 現(xiàn)有主要的BCI范式與神經(jīng)編碼 109
2.4.1 皮質(zhì)內(nèi)LFPs-BCI范式與神經(jīng)編碼 110
2.4.2 ECoG-BCI范式與神經(jīng)編碼 111
2.4.3 fMRI-BCI范式與神經(jīng)編碼 113
2.4.4 fNIRS-BCI范式與神經(jīng)編碼 113
2.4.5 MEG-BCI范式與神經(jīng)編碼 115
2.4.6 EEG-BCI范式與神經(jīng)編碼 116
2.4.7 混合BCI(hBCI)范式與神經(jīng)編碼 120
2.5 BCI范式與神經(jīng)編碼面臨的挑戰(zhàn)及未來研究方向 121
2.5.1 以用戶為中心設(shè)計(jì)和評價(jià)BCI范式與神經(jīng)編碼 121
2.5.2 變革傳統(tǒng)的BCI范式 121
2.5.3 突破現(xiàn)有的腦信號采集技術(shù) 122
2.5.4 BCI技術(shù)與先進(jìn)AI技術(shù)相結(jié)合提升腦信號解碼性能 122
2.6 小結(jié) 122
參考文獻(xiàn) 123
第3章 BCI金標(biāo)準(zhǔn):在線BCI系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用的綜合評價(jià)方法——用戶可用性、
滿意度和使用情況 132
3.1 引言 132
3.2 從離線BCI數(shù)據(jù)分析建模到在線BCI系統(tǒng)構(gòu)建和性能優(yōu)化的飛躍 134
3.2.1 離線BCI數(shù)據(jù)分析建模 134
3.2.2 在線BCI系統(tǒng)構(gòu)建和性能優(yōu)化 135
3.3 在線BCI系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用的綜合評價(jià)方法 137
3.3.1 在線BCI系統(tǒng)可用性評價(jià) 137
3.3.2 在線BCI系統(tǒng)滿意度評價(jià) 139
3.3.3 在線BCI系統(tǒng)使用情況評價(jià) 142
3.4 BCI金標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展趨勢 144
3.4.1 在線BCI系統(tǒng)可用性和用戶滿意度評價(jià)面臨的挑戰(zhàn) 144
3.4.2 在線BCI系統(tǒng)功效評價(jià) 144
3.4.3 提高在線BCI系統(tǒng)可用性和用戶滿意度的方法 145
3.4.4 不同采集方式和不同范式的BCI在轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用時(shí)面臨的障礙 146
3.5 小結(jié) 148
參考文獻(xiàn) 148
第2篇 基于想象的腦機(jī)交互(BCI)基本概念、理論、原理和方法
第4章 人類的心理想象及神經(jīng)影像研究 155
4.1 人類的心理想象活動 155
4.1.1 人類的感知與心理想象活動 155
4.1.2 人類心理想象活動的類型 157
4.1.3 人類心理想象活動的執(zhí)行與能力評價(jià)及提高方法 162
4.2 心理想象的神經(jīng)影像研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 177
4.2.1 較低級的心理想象的神經(jīng)影像研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 177
4.2.2 較高級的心理想象的神經(jīng)影像研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 184
4.3 小結(jié) 192
參考文獻(xiàn) 192
第5章 基于言語想象的BCI關(guān)鍵技術(shù) 212
5.1 引言 212
5.2 言語想象的神經(jīng)機(jī)制 213
5.2.1 言語想象的基礎(chǔ)生理過程 213
5.2.2 腦神經(jīng)信號采集 214
5.2.3 基于言語想象的BCI系統(tǒng)的腦區(qū)選擇 215
5.2.4 基于言語想象的BCI系統(tǒng)在不同波段下的表現(xiàn) 215
5.2.5 言語想象任務(wù)中的EEG動態(tài)特征 216
5.3 基于言語想象的BCI系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)范式及想象材料 216
5.3.1 分類任務(wù)實(shí)驗(yàn)范式 217
5.3.2 解碼任務(wù)實(shí)驗(yàn)范式 218
5.3.3 想象音位/音節(jié) 219
5.3.4 想象漢字/單詞 220
5.3.5 想象句子 221
5.4 數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵技術(shù) 221
5.4.1 特征提取 221
5.4.2 分類與解碼 222
5.4.3 典型算法比較 223
5.5 存在的問題及發(fā)展趨勢 225
5.5.1 在線系統(tǒng) 225
5.5.2 實(shí)驗(yàn)范式 225
5.5.3 言語想象數(shù)據(jù) 226
5.5.4 解碼句子 226
5.5.5 多種狀態(tài)下腦神經(jīng)信號分析 227
5.5.6 多模態(tài)信號對言語信息的解碼 227
5.5.7 基于言語想象的BCI系統(tǒng)未來的發(fā)展及應(yīng)用 227
5.6 小結(jié) 229
參考文獻(xiàn) 229
第6章 基于視覺想象的BCI范式和神經(jīng)編碼與解碼 237
6.1 引言 237
6.2 視覺想象的神經(jīng)機(jī)制、VI-BCI范式設(shè)計(jì)與神經(jīng)編碼 238
6.2.1 視覺想象的神經(jīng)機(jī)制 238
6.2.2 VI-BCI范式設(shè)計(jì) 240
6.2.3 VI-BCI神經(jīng)編碼 244
6.3 視覺想象BCI神經(jīng)解碼方法 245
6.3.1 視覺想象相關(guān)腦信號特征提取和選擇 245
6.3.2 視覺想象相關(guān)腦信號特征分類 247
6.4 基于視覺想象的BCI存在的問題及未來研究方向 251
6.4.1 VI-BCI存在的問題 251
6.4.2 VI-BCI未來研究方向 252
6.5 小結(jié) 255
參考文獻(xiàn) 255
第7章 基于運(yùn)動想象的BCI神經(jīng)科學(xué)原理 263
7.1 事件相關(guān)去同步化/同步化(ERD/ERS)現(xiàn)象及其 神經(jīng)科學(xué)原理 263
7.1.1 事件 263
7.1.2 事件相關(guān)去同步化/同步化(ERD/ERS)現(xiàn)象 266
7.1.3 ERD/ERS現(xiàn)象潛在的神經(jīng)科學(xué)原理或神經(jīng)機(jī)制 267
7.2 運(yùn)動想象相關(guān)ERD/ERS現(xiàn)象及其神經(jīng)科學(xué)原理 268
7.2.1 實(shí)際運(yùn)動和運(yùn)動想象涉及的腦結(jié)構(gòu)與激活特征 268
7.2.2 實(shí)際運(yùn)動和運(yùn)動想象ERD/ERS現(xiàn)象 275
7.2.3 運(yùn)動想象ERD/ERS現(xiàn)象的神經(jīng)機(jī)制 278
7.3 運(yùn)動相關(guān)電位(MRP)的神經(jīng)科學(xué)原理 279
7.3.1 運(yùn)動相關(guān)皮層電位(MRCP) 279
7.3.2 運(yùn)動準(zhǔn)備電位(RP) 280
7.3.3 運(yùn)動相關(guān)電位(MRP) 281
7.3.4 運(yùn)動準(zhǔn)備電位和運(yùn)動相關(guān)電位的神經(jīng)機(jī)制 282
7.4 總結(jié)與展望 284
參考文獻(xiàn) 284
第3篇 基于運(yùn)動想象的腦機(jī)交互(BCI)實(shí)踐與應(yīng)用
第8章 BCI中運(yùn)動想象的執(zhí)行及能力的 評估和提高方法 289
8.1 引言 289
8.2 實(shí)際運(yùn)動、動覺運(yùn)動想象與視覺運(yùn)動想象 290
8.2.1 實(shí)際運(yùn)動的執(zhí)行 290
8.2.2 動覺運(yùn)動想象的執(zhí)行 292
8.2.3 視覺運(yùn)動想象的執(zhí)行 292
8.2.4 實(shí)際運(yùn)動、動覺運(yùn)動想象和視覺運(yùn)動想象的比較 293
8.2.5 特別值得注意的問題 295
8.3 動覺運(yùn)動想象和視覺運(yùn)動想象能力的評估方法 296
8.3.1 國際量表 296
8.3.2 心理測時(shí)法和心理旋轉(zhuǎn)法 298
8.3.3 腦功能成像 299
8.3.4 神經(jīng)反饋(NF) 299
8.3.5 事件相關(guān)同步化/去同步化 300
8.4 動覺運(yùn)動想象和視覺運(yùn)動想象能力的提高方法 300
8.4.1 動覺運(yùn)動想象能力的提高方法 300
8.4.2 視覺運(yùn)動想象能力的提高方法 302
8.4.3 冥想訓(xùn)練 302
8.5 BCI中運(yùn)動想象的執(zhí)行、能力的評估和提高方法: 未來趨勢 302
8.5.1 運(yùn)動想象的自動化執(zhí)行、實(shí)時(shí)可視化客觀評估和高效的神經(jīng)反饋訓(xùn)練 302
8.5.2 個(gè)體之間和內(nèi)部運(yùn)動想象的差異性、共性及MI-BCI盲問題 303
8.6 小結(jié) 303
參考文獻(xiàn) 304
第9章 運(yùn)動想象相關(guān)腦信號分類方法 309
9.1 引言 309
9.2 傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)算法 310
9.2.1 線性分類器 311
9.2.2 非線性貝葉斯分類器 313
9.2.3 最近鄰分類器 314
9.2.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器 315
9.2.5 集成分類器 316
9.2.6 小結(jié) 317
9.3 深度學(xué)習(xí) 318
9.3.1 原理 319
9.3.2 深度學(xué)習(xí)中輸入形式的重要性 323
9.3.3 最新進(jìn)展 323
9.3.4 利弊分析 325
9.4 自適應(yīng)分類器 326
9.4.1 原理 326
9.4.2 最新進(jìn)展 326
9.4.3 利弊分析 328
9.5 黎曼幾何分類器 329
9.5.1 原理 329
9.5.2 最新進(jìn)展 331
9.5.3 利弊分析 331
9.6 遷移學(xué)習(xí) 332
9.6.1 原理 332
9.6.2 最新進(jìn)展 334
9.6.3 利弊分析 335
9.7 其他類型神經(jīng)活動測量技術(shù)的分類算法 336
9.7.1 MI-MEG的分類方法 336
9.7.2 MI-fNIRS的分類方法 337
9.7.3 MI-ECoG的分類方法 338
9.7.4 MI-fMRI的分類方法 339
9.7.5 MI-Spike的分類方法 341
9.7.6 小結(jié) 342
9.8 總結(jié)與展望 342
參考文獻(xiàn) 343
第10章 運(yùn)動想象BCI實(shí)驗(yàn)研究 358
10.1 引言 358
10.2 基于ICA的運(yùn)動想象腦機(jī)接口研究 359
10.2.1 MI-EEG開源數(shù)據(jù)庫 359
10.2.2 ICA在MI-BCI中應(yīng)用的背景知識 361
10.2.3 ICA在傳統(tǒng)MI-BCI系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中的適用性研究 362
10.2.4 ICA/CSP方法的遷移學(xué)習(xí)性能和ICA-MI-BCI導(dǎo)聯(lián)優(yōu)化問題 374
10.2.5 不同ICA算法在ICA-MI-BCI系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中的性能比較 380
10.3 DNN在MI-BCI中的應(yīng)用研究 381
10.3.1 EhythmNet及其性能仿真 382
10.3.2 EhythmNet在實(shí)測MI-EEG分析中的應(yīng)用 386
10.4 小結(jié) 395
參考文獻(xiàn) 395
第11章 運(yùn)動想象BCI及其結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)康復(fù)研究 399
11.1 引言 399
11.2 運(yùn)動想象腦機(jī)接口基本知識 401
11.2.1 運(yùn)動想象腦機(jī)接口系統(tǒng)的分類 402
11.2.2 運(yùn)動想象腦電信號的特性 404
11.2.3 運(yùn)動想象腦機(jī)接口基本原理 407
11.2.4 國內(nèi)外腦機(jī)接口康復(fù)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀 408
11.2.5 運(yùn)動想象腦機(jī)接口特征提取方法的研究現(xiàn)狀 410
11.3 運(yùn)動想象腦機(jī)接口與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的康復(fù)應(yīng)用 411
11.3.1 研究現(xiàn)狀 411
11.3.2 面臨困難 411
參考文獻(xiàn) 412
第12章 雙向閉環(huán)運(yùn)動想象BCI主動康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)的功效評價(jià)方法 415
12.1 引言 415
12.2 雙向閉環(huán)MI-BCI主動康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)的康復(fù)理論/原理與方法、主要作用
和臨床研究案例 416
12.2.1 雙向閉環(huán)MI-BCI主動康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng) 416
12.2.2 雙向閉環(huán)MI-BCI主動康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)的康復(fù)理論/原理與方法 418
12.2.3 雙向閉環(huán)MI-BCI主動康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)的主要作用 419
12.2.4 雙向閉環(huán)MI-BCI主動康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)的臨床研究案例 419
12.3 雙向閉環(huán)MI-BCI主動康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)的康復(fù)訓(xùn)練周期和康復(fù)功效評價(jià)方法 422
12.3.1 雙向閉環(huán)MI-BCI主動康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)的康復(fù)訓(xùn)練周期 422
12.3.2 雙向閉環(huán)MI-BCI主動康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)的康復(fù)功效評價(jià)方法 422
12.4 雙向閉環(huán)MI-BCI主動康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)的可用性、用戶滿意度和使用情況
評價(jià)方法 428
12.5 發(fā)展趨勢展望 429
12.5.1 雙向閉環(huán)MI-BCI主動康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)運(yùn)動功能障礙康復(fù)效果評價(jià)
面臨的挑戰(zhàn) 429
12.5.2 雙向閉環(huán)運(yùn)動想象BCI主動康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)與用戶相關(guān)的挑戰(zhàn) 430
12.5.3 雙向閉環(huán)MI-BCI主動康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)面臨的臨床應(yīng)用挑戰(zhàn) 430
12.5.4 雙向閉環(huán)MI-BCI主動康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)面臨的技術(shù)挑戰(zhàn) 431
12.6 小結(jié) 431
參考文獻(xiàn) 432