《面向腦電信號的實時腦皮層功能連通性成像技術研究》是依託東北大學，由欒峰擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：面向腦電信號的實時腦皮層功能連通性成像技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：欒峰
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
傳統的腦功能成像技術只能用於研究孤立的神經活動信息。近來，關注於大腦不同區域連通性動態機理的研究持續增多，原因在於這類信息有助於更好地揭示腦皮層區域的功能網路，為腦皮層神經活動的理解提供更全面的信息。基於腦電的腦皮層神經成像技術近年來得到了廣泛的發展，但目前的技術通常是針對於非實時的離線分析，既沒有對腦皮層神經活動進行實時的線上監測，也沒有從實時性要求的角度去分析、設計神經連通性成像算法和系統。本項目旨在開發一個實時腦皮層（而不是顱骨之外的頭皮層）功能連通性成像系統，此系統能夠在神經源層面上實時檢測並追蹤腦皮層表面不同感興趣區連通性的時空演變，同時，此系統的實現將在腦機接口、腦電生物反饋、實時診斷腦部疾病等多個領域有著廣闊的套用前景。
結題摘要
本項研究開發了基於區域的方法，將生物電磁源逆問題分析技術與連通性分析方法相結合，用於研究腦皮層空間中活動神經源的起因。研究結果證明所提出的方法能夠作為一種有效的非損傷性的工具用於生物電域分析和生物醫學套用。特別需要指出的是，由於區域是根據生物醫學套用中腦部功能分區標準所制定，因此本套方案所得結果更有利於被理解和解釋，並且這項研究結果也更有助於不同受試人員間源連通性分析結果的對比。腦電和腦磁圖在多種生物醫學套用中通常被認作是非常有價值的技術，但是，此類技術所測量的生物電磁數據往往受到噪聲的負面影響，導致活動神經源以及活動區域的連通性分析性能的下降。生物電磁數據的噪聲抑制是一項極具挑戰的任務，因為從數據中去除噪聲的同時還要儘可能地保留有用的信息成分。本部分研究，基於穩健主成分分析技術設計了噪聲抑制方法，並將其套用於提升生物電磁域源空間信號的評估。本方案最佳化了測量的生物電磁數據，將其分解為稀疏的噪聲部分和低秩的信息部分，結果顯示所提方法明顯地提高了腦皮層空間源信號評估的質量。本項研究中的多模框架兼顧了皮層腦電所揭示的生物物理空-時-譜特性和腦磁/腦電。在本研究所述框架中有三套方案用於將生物特性整合到腦磁/腦電源成像當中，係數限制得到了較為保守的結果，指數限制得到了較為極化的結果。混合限制方案基於腦電/腦磁數據的特性，動態平衡了係數限制和指數限制方法，保留了兩種方法的優點。本部分研究的貢獻是提出了一個具備了整合生物特性信息潛能的腦皮層源成像框架。
