视-听-体跨感觉认知相关CMERP的BCI关键技术研究

与感觉认知密切相关的事件相关电位（ERP）是理想的脑-机接口（BCI）系统输入信息转化方案，其中P300成份应用最广。但ERP可识别性与诱发速度间存在相互制约难题，严重影响脑电信号特征提取准确率与信息传输速度。跨感觉诱发事件相关电位（CMERP）是近年神经电生理领域新发现之一，具有波幅高、潜伏期短等优点，并含有高维度空间分布信息，可弥补单一感觉诱发ERP信息过少、不利识别缺陷，从而提高信息转化速度和分类准确率。本课题拟采用面向任务的视－听－体跨感觉诱发CMERP作为脑机交互新范式，研究优选高信息含量CMERP的跨感觉刺激诱发模式与有效的Oddball序列方案；综合采用时、空滤波和信号增强技术提取CMERP特征，建立靶刺激快速识别算法，构建高速低误码率的在线BCI实验平台；获得与CMERP跨感觉认知相关的脑电信号提取与脑区定位新方法；掌握与CMERP跨感觉认知相关脑-机接口实时在线关键技术。

与感觉认知密切相关的事件相关电位（ERP）是较理想的脑–机接口（BCI）系统输入信息转化范式，但其可识别性和诱发速度间存在相互制约难题，严重影响其特征提取准确率与信息传输速度。跨感觉诱发事件相关电位（CMERP）是近年神经电生理领域新发现之一，具有波幅高、潜伏期短优点，并含高维空间信息，可弥补单一感觉诱发ERP信息少、不利识别缺陷。课题基于CMERP信号构建了面向任务的BCI实验平台，较深入开展了与CMERP跨感觉认知相关脑–机交互信息传输、处理与控制技术研究；基于视－听联合刺激选择数字诱发ERP实验研究表明：联合刺激较单一感觉诱发的ERP特征更强、有更好识别效率，可提高BCI信息交互能力；开展了基于三维编码字符闪烁刺激模式的视觉P300-Speller诱发ERP研究，结果表明三维编码信息传输率明显高于传统行列模式，可为设计高信息传输率和大字符、大指令集P300-Speller BCI提供新思路；搭建了可用于改善残疾人生活质量和功能康复的BCI控制功能性电刺激（FES）实验系统，研究了BCI+FES重建运动神经系统的信号处理与控制关键技术，目标使FES按照患者主观运动意愿进行理想康复训练。