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非主动空间注意问题的脑电研究

作　者: 邱丽君
导　师: 尧德中
学　校: 电子科技大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 脑电偶极子定位非主动视觉空间注意事件相关电位周围线索化线性计算模型
分类号: R318.04
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 61次
引　用: 1次
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内容摘要

脑电,即从头皮表面记录到的电波信号,反映了电极之间的电位差随时间的变化。脑电技术被广泛使用于脑电活动的时域及空域研究中。由于脑电完全是检测生物体的自发(或诱发)信息,从而是一种真正无损伤性的成像技术。另外,脑电对生命科学,特别是对神经生理与神经心理的研究是意义重大的,对人类最终认识自身的神经活动规律将产生重要影响。在脑电数据的空域研究方面,通过对脑电数据的反演研究,可以定量地提供脑内神经活动源的位置、强度及分布情况,这就是脑电逆问题。脑电能够以较高的时间分辨率反映出大脑的功能。在脑电数据的时域研究方面,事件相关电位(简称ERP)方法被广泛地应用于脑的高级功能的研究中,被誉为“观察脑的高级功能的窗口”。本文从空域和时域两个方面对非主动空间注意的脑电信号分析方法进行了研究。主要内容为:1.脑电信号空域分析方面的研究——引入微粒群算法解决脑电逆问题,实现偶极子定位。通过脑内双偶极子仿真计算,验证了这一运用的可行性。进一步提出改进的杂交微粒群算法,对算法的性能进行了探讨,确定适宜的控制参数,并从解的精确性和计算速度方面与标准微粒群算法进行了比较。最后,利用这一改进算法对非主动空间视觉注意的实验数据进行了多偶极子源定位计算验证。本文引入这种基于微粒群的算法对脑内电活动进行反演,以期解决在脑电逆问题上传统优化方法所难以解决的问题。2.脑电信号时域分析方面的研究——通常测得的事件相关电位(ERP)信号中往往隐含了多个成分,因此研究者需要通过特殊的算法来得到这些隐含的变量。由于在脑电事件相关电位(ERP)研究中,越来越多的研究者认为原来采用的减法模型的独立性的假设并没有其生理依据,且不适用于潜伏期差异较大的一对数据的分析。因此本文采用了一种新的线性模型来表征隐含在事件相关电位(ERP)中各成分之间的联系,并通过这一新的线性模型来研究非主动视觉空间注意的机制,得到了更为合理的且具有生理意义的结果。

全文目录

第一章绪论  8-16
  1.1 人脑的生理结构及功能研究  8-10
    1.1.1 人脑的基本生理结构  8
    1.1.2 大脑功能研究  8-10
  1.2 脑电技术概述及基本理论  10-15
    1.2.1 脑电的产生及分类  10-12
    1.2.2 脑电的基本理论  12-15
      1.2.2.1 脑电的数学描述  12-13
      1.2.2.2 源模型与头模型  13-14
      1.2.2.3 脑电正问题的数学表述及计算  14-15
  1.3 本文研究的内容  15-16
第二章非主动空间注意问题与实验  16-19
  2.1 视觉空间注意研究介绍  16-17
  2.2 非主动视觉空间注意的实验研究  17-19
第三章微粒群算法与非主动空间注意的脑电源定位  19-39
  3.1 微粒群算法概述  19-22
    3.1.1 最优化问题  19-20
    3.1.2 标准微粒群算法  20-21
    3.1.3 微粒群算法的发展  21-22
  3.2 脑电的逆问题  22-28
    3.2.1 偶极子定位方法概述  23-24
    3.2.2 偶极子定位的目标函数构造  24
    3.2.3 非线性优化方法  24-28
      3.2.3.1 局部优化算法  24-27
      3.2.3.2 全局优化算法  27-28
  3.3 微粒群算法用于脑电源定位的仿真研究  28-33
    3.3.1 基于微粒群的源定位方法  28-31
    3.3.2 仿真实验的结果与讨论  31-33
    3.3.3 结论  33
  3.4 微粒群脑电源定位方法的改进研究  33-37
    3.4.1 杂交微粒群脑电源定位方法  33-35
    3.4.2 仿真实验研究  35-37
  3.5 实验脑电数据验证  37-39
    3.5.1 参数选择及定位结果  37-38
    3.5.2 结论  38-39
第四章非主动视觉空间注意机制的一种新线性模型研究  39-46
  4.1 模型研究  39-41
    4.1.1 减法模型  39-40
    4.1.2 线性模型  40-41
  4.2 结果与讨论  41-43
  4.3 结论  43-46
    4.3.1 减法模型与线性模型  43
    4.3.2 非主动视觉空间注意的机制  43-46
第五章总结与展望  46-47
致谢  47-48
参考文献  48-52
作者攻硕期间取得的成果  52

非主动空间注意问题的脑电研究

内容摘要

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