《運動想像腦機接口及其在腦癱康復中的套用基礎研究》是依託電子科技大學,由堯德中擔任醒目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：運動想像腦機接口及其在腦癱康復中的套用基礎研究
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：堯德中
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
腦癱對兒童的運動能力及相關運動神經中樞造成明顯的損害，其有效康復需要對外在的運動能力和運動中樞的恢復進行綜合考慮。目前的腦癱康復技術主要注重於對其運動能力的康復，缺乏對相關運動神經系統損傷康復的關注。同時，由於對相應神經康復機制的認識還不夠深入，限制了腦癱康復技術的發展。基於運動想像的腦機接口技術由於其涉及到的神經機制和運動密切相關，可望在腦癱運動康復中發揮重要作用。本項目以發展基於運動想像腦機接口技術的腦癱兒童運動功能康復技術為目標，擬採用多模態影像信息技術（MRI, EEG），從結構、功能、行為等方面對運動想像的神經機制、特定類型腦癱腦機制及其運動想像康復機制進行系統性的研究，進而發展針對特定類型腦癱患者的腦機接口運動功能康復技術和系統，促進腦機接口技術在腦癱康復實踐中的套用。
結題摘要
腦癱對兒童的運動能力及相關運動神經中樞造成明顯的損害，其有效康復需要對外在的運動能力和運動中樞的恢復進行綜合考慮。目前的腦癱康復技術主要注重於對其運動能力的康復，缺乏對相關運動神經系統損傷康復的關注。同時，由於對相應神經康復機制的認識還不夠深入，限制了腦癱康復技術的發展。基於運動想像的腦機接口技術由於其涉及到的神經機制和運動密切相關，可望在腦癱運動康復中發揮重要作用。本項目主要完成的研究內容包括：1. 針對腦電、磁共振信息處理，發展了腦電零參考的理論，建立了功能磁共振的時空一致性分析方法，基於特徵空間最大信息係數的典型相關分析算法等；2. 利用多模態信息，從結構、功能連線（包括靜態到動態）等多種網路層面對MI-BCI相關腦機制進行了系統研究，發現了運動想像個體差異和大腦額頂注意網路間的關係，揭示了運動想像不同階段所涉及的特有網路以及運動想像所對應的大尺度腦網路模式；3. 通過磁共振影像，揭示了腦癱兒童大腦白質發育的異常，並發現腦癱兒童感覺運動、任務執行等行為異常可能涉及了大腦多網路的功能失連線，以及手術等干預手段能夠有效改善兩側半球運動系統在功能上的協同性；4. 從偽跡去除、特徵提取以及分類算法等方面進行了一系列的創新發展，成功構建了以運動想像ERD/ERS為核心的，具有多種友好反饋場景的線上訓練系統。初步的臨床套用結果表明，發展的系統能夠有效的對損傷的運動功能網路進行有效的修復，從而促進腦癱兒童的運動功能恢復。 項目執行期間發表SCI 論文35篇，其中包括本領域著名專業雜誌NeuroImage, IEEE TNSRE, Journal of Neural Engineering, Neural Plasticity等；研製MI-BCI腦癱康復系統一套，在四川省康復醫院試用；2014年以來申請發明專利8 項(已授權2)，軟體著作權6件。項目負責人獲國際腦電圖與臨床神經科學學會（Electroencephalography and Clinical Neuroscience Society）Roy John Award （2018），獲邀在第19屆國際生理心理學大會上作大會報告（19th IOP, 2018年義大利盧卡）。
