植入式腦機接口中微電刺激信息反饋和神經(jīng)信息約簡的研究.pdf

1、腦機接口技術(shù)在大腦和外部設備之間建立了一條直接的信息交流通道，一方面可以讀取大腦運動意圖信息來控制外部設備，另一方面可以將外部信息反饋回大腦，因此在殘疾人感覺運動功能修復以及神經(jīng)損傷性疾病的治療方面具有重要應用前景。植入式腦機接口經(jīng)過十幾年的發(fā)展已經(jīng)取得初步成果，目前正在進入優(yōu)化升級階段。系統(tǒng)現(xiàn)階段主要面臨以下幾個方面的問題:1）缺乏針對閉環(huán)系統(tǒng)的信息反饋的研究;2）系統(tǒng)閉環(huán)化的發(fā)展趨勢對于解碼效率提出了更高的要求。本文主要針對以上兩個

2、方面的問題，研究對應的解決方案。
　　針對閉環(huán)系統(tǒng)信息反饋的問題，本文研究了如何利用皮層微電刺激技術(shù)作為腦機接口系統(tǒng)信息反饋的新方法。首先研究了皮層微電刺激信息輸入的特點，在此基礎(chǔ)上建立了以皮層微電刺激進行信息反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，通過對比實驗驗證了皮層微電刺激在系統(tǒng)中的反饋作用。針對系統(tǒng)高效解碼的問題，本文研究了如何利用神經(jīng)元信息約簡的方法來提高解碼效率。通過分析神經(jīng)元跟實驗任務的相關(guān)性篩選出少量重要神經(jīng)元用來解碼，在不影響解碼精度的

3、同時減少了計算量，達到了提高解碼效率的目的。
　　本文的主要工作和創(chuàng)新點在于:
　　1)研究了外界振動刺激與皮層微電刺激對皮層神經(jīng)元活動的影響，為皮層微電刺激作為腦機接口閉環(huán)系統(tǒng)中的信息輸入方法提供了實驗依據(jù)。
　　2)提出了一種以皮層微電刺激作為雙向腦機接口系統(tǒng)中閉環(huán)信息反饋的方法，通過建立嚙齒類動物的雙向閉環(huán)腦機接口實驗平臺，驗證了皮層微電刺激方法的有效反饋作用。
　　3)提出了基于互信息定量評價篩選任務相關(guān)