《基於觸聽覺穩態誘發電位的多通道選擇性注意機制研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由王慧擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於觸聽覺穩態誘發電位的多通道選擇性注意機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王慧
- 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
面向“漸凍人”症患者中眼睛無法凝視但觸聽覺良好的人群，本項目從挖掘大腦在觸聽覺通道注意資源分配機制入手，研究注意力在觸覺-聽覺通道間轉移和在觸覺通道內空間轉移對兩大感覺通道穩態誘發電位的調製效應，重點解決如何在噪聲背景下，利用希爾伯特-黃變換實時準確地提取微弱的穩態體感和穩態聽覺誘發電位的幅度和相位信息。研究內容包括：1、觸聽覺兩大感覺通道穩態誘發電位信號提取，及各自“幅度回響”和“相位回響”成分分離技術；2、觸覺通道內空間注意轉換和觸聽覺跨模態注意轉換的認知過程，揭示不同注意任務對穩態誘發電位調製效應的可能神經機制；3、適用於本項目實驗範式的觸聽同步誘發腦電信號特徵提取算法，對大腦不同思維狀態下的腦電錶征進行解碼。項目預期成果不僅可拓展腦認知科學中觸聽覺多通道選擇性注意機制研究，而且可為將來構建相應的腦-機接口系統從而幫助患者與外界建立互動渠道奠定良好的研究基礎，具有科學和套用雙重價值。
結題摘要
如何從腦活動數據中發現具有生物學意義的知識及規律，正成為當今神經信息學理論與實踐研究的熱點與難點。本項目面向“漸凍人”（ALS）症患者中眼睛無法凝視但觸聽覺良好的人群，以自上而下的內源性選擇性注意為研究對象，基於希爾伯特-黃變換聯合快速傅立葉變換處理了發生在大腦觸聽覺通道的初級皮層的感覺信息。通過分析注意力在觸覺通道內空間轉移和在觸覺-聽覺通道間轉移所誘發的觸聽覺兩大感覺通道穩態誘發電位信號的Fourier頻譜特徵，成功驗證了觸覺通道內空間選擇性注意調製效應，但是因為本項目自主研發的觸覺激勵器振動造成的聲音干擾緣故，觸聽覺通道間選擇性注意調製效應未能得到成功驗證。本項目試圖解碼多感官注意調製效應的神經機制，屬於觸聽覺多通道注意調製效應在神經工程領域中的初步探索。項目研究成果可拓展現有多通道信息整合與注意之間關係的研究，為將來構建不依賴於外周神經或肌肉組織的基於多模式注意聯合分類的獨立型腦-機接口系統以服務ALS症患者提供新的對外交流通路，從而幫助他們一定程度上恢復控制外部設備的能力奠定良好的前期研究基礎。針對受試接受長時間振動激勵後產生疲勞，注意力很難集中的問題，本項目還開展了穩態機械振動激勵誘發表面肌電（sEMG）的研究，分析了微力振動激勵與sEMG信號的關聯性，從而為將來通過微力激勵人體體表誘發的被動sEMG信號評價振動疲勞奠定基礎。本項目還提出了基於腦電信號評價疲勞狀態的方法，並開展了聽覺激勵對改善疲勞狀態的實驗研究。通過一定的聽覺信號激勵方法，激發出被試者平靜或興奮兩種不同的情緒狀態，從而改善焦慮或疲倦，發現音樂和情緒之間可能存在的關係。將來在BCI技術研究的基礎之上，情緒識別可以進一步滿足患有特定疾病（ALS症、腦癱、腦幹中風、脊髓損傷等）的患者人群的某些更高級的需求，即通過腦電分析出其對事物的喜好度，比如音樂的選擇，從而設計出更加友善和智慧型的BCI系統。
