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基于集成式张量域自适应的运动想象脑电分类
1
作者 高云园 薛云峰 +1 位作者 张聪睿 高坚 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期399-407,共9页
实际应用中脑电信号一直面临采集成本高、用户间差异大等问题,制约着基于脑电信号的运动想象领域的发展。针对跨受试者运动想象脑电信号识别任务,本研究提出了一种基于集成式张量域自适应的迁移学习方法。首先采用改进的欧氏空间对齐方... 实际应用中脑电信号一直面临采集成本高、用户间差异大等问题,制约着基于脑电信号的运动想象领域的发展。针对跨受试者运动想象脑电信号识别任务,本研究提出了一种基于集成式张量域自适应的迁移学习方法。首先采用改进的欧氏空间对齐方法对多维脑电数据进行协方差对齐,消除原始数据的边缘分布偏移;其次提出基于张量子空间的改进联合概率分布方法,求得不同类别的映射子空间并实现未知标签的目标域识别分类。分别在7人200个样本和9人144个样本的BCI数据集上进行了实验,平均准确率达到82.18%和76.45%,证明了该方法在跨域分类识别上具有很好的性能。同时对于该方法各环节的效果也进行了可视化验证,展示了该集成式方法在跨域问题上的效果。 展开更多
关键词 运动想象 脑电信号 域自适应 数据对齐 张量子空间
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不同意识状态对音乐感知的差异性:基于音乐特征与脑电张量分解的研究 被引量：3
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作者 梅戬 王小宇 +4 位作者 刘杨 李景琦 刘克洪 杨勇 丛丰裕 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期257-265,共9页
研究不同意识水平对音乐感知的差异性,探索不同意识水平与音乐感知之间的关系。被试共43名,其中7名正常意识被试、17名微意识状态(MCS)被试和19名植物状态(VS)被试。获取3种不同意识水平被试在聆听传统民乐《茉莉花》时的脑电,利用基于... 研究不同意识水平对音乐感知的差异性,探索不同意识水平与音乐感知之间的关系。被试共43名,其中7名正常意识被试、17名微意识状态(MCS)被试和19名植物状态(VS)被试。获取3种不同意识水平被试在聆听传统民乐《茉莉花》时的脑电,利用基于层次交替最小二乘法(HALS)非负张量分解,对被试在听音乐时产生的脑电提取张量成分,对这些成分做功率谱比率分析和脑地形图分析;在此基础上,对音乐包含的5种信息学特征的EEG响应进行研究,包括中心化波动值(fluctuation centroid)、波动熵(fluctuation entropy)、音阶清晰值(key clarity)、脉冲清晰值(pulse clarity)和调值(mode)。结果表明:1)正常意识被试、MCS被试和VS被试对5种音乐特征的脑电响应在节律上存在显著差异,正常意识被试的alpha波占比高于MCS和VS被试,其中:fluctuation centroid,正常意识被试、MCS被试和VS被试分别为0.687±0.193、0.033±0.022、0.063±0.040(P<0.001);fluctuation entropy,正常意识被试、MCS被试和VS被试分别为0.588±0.132、0.041±0.025、0.085±0.077(P<0.001);key clarity,正常意识被试、MCS被试和VS被试分别为0.668±0.295、0.096±0.103、0.057±0.065(P<0.001);pulse clarity,正常意识被试、MCS被试和VS被试分别为0.672±0.064、0.144±0.242、0.044±0.044(P<0.001);mode,正常意识被试、MCS被试和VS被试分别为0.432±0.273、0.057±0.049、0.033±0.026(P<0.001)。除mode特征外,beta波与alpha波体现相同的统计特征(P<0.05)。2)MCS和VS被试对音乐特征的响应在节律上没有差异,均以delta波和theta波的慢波为主。3)在响应激活区域上,正常意识被试对5种音乐特征的响应主要分布于前额叶,MCS和VS被试的响应主要分布在颞叶。研究表明,不同意识水平对大脑加工音乐特征有影响,这为音乐感知与意识关系探索提供新的模型和研究范式。 展开更多
关键词 脑电信号 音乐感知 张量分解 意识水平
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经颅直流电刺激时长对脑运动皮层活跃度影响的研究 被引量：1
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作者 黄福鑫 孙曜 +1 位作者 李景琦 罗志增 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期411-419,共9页
经颅直流电刺激(tDCS)作为一种新兴的非侵入式脑刺激技术,可以增强皮层兴奋性从而促进运动功能康复。然而在运动功能康复训练中,该技术刺激时长参数设置的标准尚未明确。在刺激直流电强度保持1.5 mA恒定的情况下,通过采集脑电信号,研究... 经颅直流电刺激(tDCS)作为一种新兴的非侵入式脑刺激技术,可以增强皮层兴奋性从而促进运动功能康复。然而在运动功能康复训练中,该技术刺激时长参数设置的标准尚未明确。在刺激直流电强度保持1.5 mA恒定的情况下,通过采集脑电信号,研究阳极tDCS时长对大脑皮层运动区活跃度的影响。选择11名健康受试者接受基于以往实验经验值的3种不同时长(10、15、20 min)C3区阳极刺激,并在此基础上增加一种25 min的同模式刺激实验。在刺激前后分别采集脑电信号,测量C3区mu和beta节律在静息态和运动想象时的事件相关去同步下的功率谱密度两个特征参数,并计算平均值,比较4种不同时长的阳极刺激对大脑皮层运动区活跃度的影响。结果显示,mu和beta节律在不同时长刺激前后功率谱密度(μV^(2)/Hz)的变化量分别为10 min:2.835±0.842,15 min:3.975±0.978,20 min:7.022±1.562,25 min:1.413±1.329和10 min:0.890±0.421,15 min:1.645±0.630,20 min:3.122±0.710,25 min:0.321±0.259;mu和beta的事件相关去同步变化量(%)分别为10 min:10.06±2.81,15 min:14.11±2.87,20 min:22.12±4.67,25 min:3.77±3.03和10 min:6.72±3.19,15 min:11.78±5.02,20 min:17.81±3.16,25 min:2.54±2.30。研究表明,在3种经验值范围内,刺激时间越长,脑运动皮层活跃度越强,且存在显著性差异(P<0.05),但继续延长刺激时长反而导致脑运动皮层活跃度降低。本研究结果有望为基于tDCS技术的运动功能康复训练的刺激时长设置提供有意义的参考。 展开更多
关键词 经颅直流电刺激 运动想象 脑电图 事件相关去同步化 功率谱密度
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