现代电生理学方法对脑 - 机接口

摘要

在动物现代电生理研究表明，编码相关信息神经振荡的频谱是比以前认为，许多不同领域从事非常简单的任务更广泛。然而，EEG基于脑机接口（BCI）仍然雇用作为控制方式相对缓慢脑节律或从预选频率和头皮的位置导出的特征。在这里，我们描述了战略，我们已经做电生理数据的分析，发达国家和算法证明自己的能力去引导基于线性分类更快准确的决策。为了说明这个战略，我们分析了两个典型的BCI任务。（1）由一个截瘫病人的光标移动的慕节律控制。对于这个数据，我们表明，虽然患者在接受万亩节奏控制广泛的培训，有关运动想象的有价值的信息存在于未受过训练的高频节奏。这是一个高频率的节奏在想象肢体运动的重要性，第一个示范。（2）自定进度的手指敲击任务在三个健康受试者，包括在BCI-2003的竞争中使用的数据集。我们发现，通过选择基于他们的辨别力电极和频率范围，分类率可以系统相对于迄今公布的业绩改善。

参考文献

1. 列别捷夫和尼可莱利斯，“脑机接口:过去、现在和未来”，在神经科学趋势第29卷，no。第536-546页，2006。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
2. J. R. Wolpaw, N. Birbaumer, D. J. McFarland, G. Pfurtscheller, T. M. Vaughan，“通讯和控制的脑-机接口，”临床神经生理学卷。113，没有。6，第767-791，2002。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
3. J. N. Sanes和J. P. Donoghue，“可塑性和初级运动皮层”，神经科学年度评论，第23卷，第393-415页，2000年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
4. M. Graziano，《运动皮层的行为指令组织》，神经科学年度评论，第29卷，第105-134页，2006年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
5. S. L.冈萨雷斯安迪诺，M. M.默里，J. J.福克斯和R.坟墓去佩拉尔塔·梅嫩德斯，“如何审单电神经影像学有助于多感官研究”大脑研究实验第166卷，no。3-4，第298-304页，2005。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
6. R. Grave de Peralta Menendez, S. Gonzalez Andino, L. Perez, P. W. Ferrez，和J. D. R. Millan，“神经假体控制的局部场电位的无创估计，”认知加工第6卷，no。1，第59-64页，2005年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
7. s.l. Gonzalez Andino, c.m. Michel, G. Thut, T. Landis和R. Grave de Peralta Menendez，“人脑中预期高频(伽马波段)振荡的反应速度预测，”人类大脑图谱第24卷第2期1, 2005年，50-58页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
8. S. L.冈萨雷斯安迪诺，R.墓德佩拉尔塔·梅嫩德斯A. Khateb，A. J. Pegna，G THUT和T.兰迪斯，“窥探到你的视野，”人类大脑图谱卷。28，没有。7，第614-624，2006年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
9. S. L.冈萨雷斯，R.格雷夫斯德尔塔Menendez的，G. THUT，J.D. R. MILLAN，P. Morier和T.兰迪斯，“非常高频率振荡（VHFO）作为运动的意图的预测，”科学杂志第32卷，no。1, 2006年，第170-179页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
10. 李克特，S. Cardoso de Oliveira, E. Vaadia, A. Aertsen, S. Rotter，和G. Mehring，“运动皮层局部场电位不同频率范围内运动方向的编码”，神经科学杂志》上第25卷，no。第39页，8815-8824,2005年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
11. E. C. Leuthardt，K. J.米勒，G.沙尔克，R. P. N.饶，和J. G. Ojemann，“基于脑电图-脑计算机接口-西雅图经验，”IEEE神经系统和康复工程学报，第14卷，no。2，第194 - 1986,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
12. B. Blankertz，G. Dornhege，C. Schafer等，“促进比特率和基于单试用脑电分析快节奏的电机命令的分类的错误检测，”IEEE神经系统和康复工程学报第11卷，no。2, 127-131页，2003年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
13. B. Blankertz，K.-R.米勒，G.古玩等人说：“BCI竞争2003：进步和检测和脑电图单独审判的歧视观点”。IEEE生物医学工程学报第51卷，no。6，第1044-1051页，2004。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
14. J. R. Wolpaw和D. J.麦克法兰“由人类非侵入性脑机接口的二维运动信号的控制，”美国国家科学院院刊卷。101，没有。51，第17849-17854，2004年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
15. J. D. R. Millan, M. Franze, J. Mourino, F. Cincotti，和F. Babiloni，“自发运动相关任务分类的相关脑电图特征，”生物控制论卷。86，没有。2，第89-95，2002。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
16. J. D. R. MILLAN，F. Renkens，J.Mouriño和W.郭士纳，“由人EEG移动机器人的无创性脑致动的控制，”IEEE生物医学工程学报第51卷，no。2004年，第1026-1033页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
17. N. Birbaumer，A库伯勒，N Ghanayim等人，“为彻底瘫痪患者思想翻译装置（TTD），”IEEE交易在康复工程，第8卷，no。2000年，190-193页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
18. A.布拉金，J.恩格尔小，C.L。威尔逊，I.炸，和G.Buzsáki，“人脑中高频振荡，”海马体卷。9，没有。2，第137-142，1999。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
19. W. J.弗里曼，“状态变量和脑机接口部分1状态空间的定义：脑功能的多层次级别，”认知神经动力学，第1卷，no。1, 2007年第3-14页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
20. D. J.汤姆逊，“频谱估计与谐波分析”，在IEEE论文集第70卷，no。1982年，第1055-1096页。视图:谷歌学术搜索
21. “猕猴顶叶皮层工作记忆中神经元活动的时间结构”，台北:国立台湾科技大学出版社。自然神经科学卷。5，没有。8，第805-811，2002。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
22. G. Fung和O. L. Mangasarian，“近侧支持向量机分类器，”在第七届ACM SIGKDD知识发现与数据挖掘国际会议论文集(KDD '01)，第77-86，旧金山，加利福尼亚州，美国，2001年8月。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
23. 《基于广义特征值的多表面近端支持向量机分类》，IEEE模式分析与机器智能汇刊卷。28，没有。1，第69-74，2006年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
24. J. K. Chapin, K. a . Moxon, R. S. Markowitz和M. a . L. Nicolelis，“使用同时记录运动皮层的神经元实时控制机械手臂，”自然神经科学第2卷第1期1999年，第664-670页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
25. A. B. Schwartz, X. T. Cui, D. J. Weber, D. W. Moran，“脑控制界面:神经修复的运动修复”，神经元卷。52，没有。1，第205-220，2006年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
26. G. Kreiman, C. P. Hung, A. Kraskov, R. Q. Quiroga, T. Poggio, J. J. DiCarlo，“猕猴下颞叶皮质局部场电位的物体选择性与峰值”，神经元卷。49，没有。3，第433-445，2006年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
27. S.村上和Y.冈田，“主要新皮层神经元的贡献脑磁图和脑电图信号，”生理学杂志第575卷，no。3，第925-936页，2006。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
28. S. N. Baker, G. Curio, and R. N. Lemon, “EEG oscillations at 600 Hz are macroscopic markers for cortical spike bursts,”生理学杂志卷。550，没有。2，第529-534，2003。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
29. G. Curio, “Linking 600 Hz “spikelike” EEG/MEG wavelets (‘$\sigma$-bursts’）到细胞底物：概念和警告，”临床神经生理学杂志第17卷，no。4，第377-396页，2000。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
30. D.施米茨，S. Schuchmann，A. Fisahn等人，“轴 - 轴突耦合：超快神经元通信的新机制，”神经元第31卷，no。5, 2001年831-840页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
31. E. C. Leuthardt, G. Schalk, J. R. Wolpaw, J. G. Ojemann, D. W. Moran，“人脑与计算机的接口使用人的皮质电信号，”神经工程的，第1卷，no。2，第63-71页，2004。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
32. M. Congedo, F. Lotte, A. Lecuyer，“空间过滤的电磁逆解对运动意图的分类”，医学和生物学中的物理学第51卷，no。1971-1989, 2006年8页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
33. R. G. Grave de Peralta Menendez, S. Gonzalez Andino, L. Perez, P. W. Ferrez，和J. D. R. Millan，“神经假体控制的局部场电位的无创估计，”认知加工第6卷，no。1，第59-64页，2005年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

版权

©2007罗兰墓去佩拉尔塔·梅嫩德斯等人。这是下发布的开放式访问文章知识共享署名许可，允许在任何媒体中不受限制地使用、发布和复制原创作品，只要原稿被正确引用。