摘要: 运动和运动想象不仅可以提高我们的运动技能，还能促进偏瘫患者的康复。基于运动或运动想象脑-机接口的研究，对大脑活动正常的瘫痪患者具有重要的应用价值。目前基于运动想象的研究主要集中在低频脑电，但它的空间分辨率低，特征提取的方法较繁琐，被... 展开 运动和运动想象不仅可以提高我们的运动技能，还能促进偏瘫患者的康复。基于运动或运动想象脑-机接口的研究，对大脑活动正常的瘫痪患者具有重要的应用价值。目前基于运动想象的研究主要集中在低频脑电，但它的空间分辨率低，特征提取的方法较繁琐，被试间的分类效果参差不齐。近年来，皮层脑电（Electrocorticography，ECoG)以空间分辨率高、高频信号保真度高等优点引起了广泛关注。研究表明，高频ECoG信号的变化是特异于肢体运动的，因此高频脑电特征可用于运动或运动想象的分类。本文使用76-200Hz的高频能量计算运动或运动想象期间的脑区激活值，探究它们之间的异同。同时，通过ECoG高频特征对运动或运动想象任务分类，探究利用高频特征分类是否具有优势。取得的结果如下： （1）脑区激活分析的结果表明，运动和运动想象均激活了初级运动区和辅助运动区，此外运动想象期间还激活了认知神经区。同时运动想象情况下手和舌头激活的脑区之间重叠度较高。各手指单独运动时激活的脑区较相似，其中中指、无名指和小拇指激活脑区间重叠度较高。 （2）激活脑区的时频分析结果表明，在激活脑区均发现了ECoG低频段的事件相关去同步现象和高频段的事件相关同步现象。此外，激活脑区高频能量的时变特征在手和舌头运动之间具有明显的特异性；在想象手和舌头运动下的特异性较差。五根手指运动时，高频能量在大拇指和食指间有明显的特异性；在中指、无名指和小拇指间的特异性较差。 （3）分类结果表明，锁相值网络的共空间模式（Common Spatial Pattern，CSP）特征的分类结果受各任务激活脑区重叠度的影响，重叠度越大，分类效果越差。利用特定频带的CSP特征分类可以缩小被试间的差异，平均分类精度有很大的提升。此外，两种方法高频带下的分类结果远好于低频带。综合来看，ECoG的高频CSP特征分类效果最好，对运动和运动想象情况下手和舌头分类的平均精度分别为96.9%和83.1%；五根手指运动的平均分类精度最高可达到86.75%。 我们的结果表明，运动想象可以激活大脑的初级运动区，同时运动想象的过程还需要认知神经的参与。此外，ECoG的高频CSP特征可以在数据集很小的情况下有效地进行二分类和五分类，缩小了被试间的差异。本文采用的这种简单快速的特征提取的方法，对基于运动和运动想象的脑-机接口的分类性能具有积极意义。 收起