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文檔簡介
1、運動行為的神經信號解碼研究是腦-機接口研究的重要內容,解碼生物的運動意圖,具有重要的理論與實際應用價值。微電極陣列記錄到的信號包括鋒電位信號(spike)和局部場電位信號(Local field potentials,LFP),關于spike信號的運動解碼研究取得了一定成果,但是隨著電極植入的時間增長,spike信號質量有所下降,而局部場電位具有長期解碼穩(wěn)定的特點,逐漸引起研究人員的關注。但是,大腦結構復雜,某一運動行為的執(zhí)行可能由大腦
2、多個腦區(qū)共同作用,運動意圖在腦中的存在時間非常短暫,采集到的局部場電位為非平穩(wěn)信號,且在記錄的過程中不可避免的會引入噪聲信號,這些都對解碼特征的有效提取造成一定阻礙。在對大腦信息進行解碼時,關鍵是確定出有效編碼信息的時間及頻率窗口,提取到利于解碼的特征。
本文以鴿子為研究對象,結合動物行為學方法與神經信號微電極陣列檢測技術,采集了鴿子左轉、直行、右轉三個方向轉向運動發(fā)生時NCL(Nidopallium Caudolateral
3、e)腦區(qū)的LFP信號。對LFP信號特征提取方法進行分析,探討鴿子運動轉向時的LFP信號的特征變化,并用k近鄰(k-Nearest Neighbor,kNN)方法對提取的特征進行分類,預測其運動方向。主要工作如下:
1.對局部場電位信號的產生過程,局部場電位信號特性及相關噪聲特性進行了分析,在此基礎上比較了常用處理方法在LFP信號去噪中的優(yōu)缺點,以及常用時域,頻域時頻域方法在特征提取方面的優(yōu)缺點。
2.采用了一種結合獨
4、立成分分析(Independent component analysis,ICA)與小波方法的特征提取方法,ICA方法能夠去除各通道間的數(shù)據(jù)冗余,去除明顯噪聲的同時對有效編碼信息最大程度的保留,之后利用時頻特性特較好的小波方法進行特征提取,有效提取了運動轉向發(fā)生時局部場電位的特征。
3.完成了鴿子運動轉向行為誘導訓練及神經信號采集實驗,利用本文的特征提取方法對局部場電位信號進行特征提取,并利用k近鄰方法進行分類,正確率最高達到
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