本文選題：腦機接口 + 運動想象�。� 參考：《中文信息學(xué)報》2014年05期

【摘要】：該文提出了一個基于漢語音位發(fā)音想象的腦機接口系統(tǒng)框架,使得受試者使用腦機接口系統(tǒng)時能更加自然和流暢。三名受試者參與了本實驗研究,實驗過程中受試者被要求想象四個漢語元音和四個輔音音位的發(fā)音部位及語音發(fā)音,以及一個不作想象任務(wù)的控制條件,同時記錄其腦電數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)處理階段,本文對采集到的頭皮腦電數(shù)據(jù)進行了頻域、時域、空域分析,以提取出音位發(fā)音想象效應(yīng)最優(yōu)化的特征向量用于提高每兩個條件間的配對分類效果。實驗結(jié)果表明,音位發(fā)音想象效應(yīng)的最優(yōu)腦電頻段為2~10Hz,時段為刺激呈現(xiàn)后300~500ms,頭皮空間分布主要集中在感覺運動皮層區(qū)域。音位發(fā)音想象任務(wù)和控制條件相比具有較高的分類正確率,最高可達83%,為基于音位發(fā)音想象的漢語腦機接口系統(tǒng)研究提供了理論基礎(chǔ)。此外,刺激材料間的Jaccard距離和分類正確率的高度相關(guān)性表明,音位發(fā)音想象任務(wù)可被視為復(fù)雜的發(fā)音器官運動想象任務(wù),并且可由人腦感覺運動皮層區(qū)域的腦電信號來解碼預(yù)測。
[Abstract]:In this paper, a framework of brain-computer interface system based on Chinese phonetic phonetics imagination is proposed, which makes the subjects more natural and smooth when using the brain-computer interface system. In this study, three subjects were asked to imagine the pronunciation position and pronunciation of four Chinese vowels and four consonants, as well as a control condition without imagination, and to record the EEG data at the same time. In the stage of data processing, the scalp EEG data were analyzed in frequency domain, time domain and spatial domain to extract the feature vector of phonetic imagination effect optimization to improve the matching classification effect between each two conditions. The experimental results showed that the optimal EEG frequency band of phonetic imagination effect was 210Hz, the time interval was 300 ~ 500ms after stimulation, and the spatial distribution of scalp was mainly concentrated in the sensorimotor cortex. The task of phonetic imagination has a higher classification accuracy than that of the control condition, which can reach 83%, which provides a theoretical basis for the research of the Chinese brain-computer interface system based on phonetic imagination. In addition, the high correlation between the Jaccard distance between stimulative materials and classification accuracy indicates that phonetic imagination can be considered as a complex task of phonetic organ motion imagination. Furthermore, the prediction can be decoded by the EEG signal in the sensorimotor cortex of the human brain.
【作者單位】： 清華大學(xué)人文學(xué)院計算語言學(xué)實驗室;清華大學(xué)人文學(xué)院心理學(xué)與認(rèn)知科學(xué)研究中心;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(61171114) 清華大學(xué)自主科研項目(20111081023&20111081010)
【分類號】：TP334.7;TN912.3

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本文編號：1955930