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国家自然科学基金(61175118): 作品数：12 被引量：15H指数：2; 相关作者：王索刚张娟匡光涛丁佳孙金秀更多>>; 相关机构：天津医科大学南开大学天津市环湖医院更多>>; 发文基金：国家自然科学基金天津市自然科学基金教育部留学回国人员科研启动基金更多>>; 相关领域：医药卫生自动化与计算机技术更多>>

基于格兰杰因果的精神分裂感觉门控P50脑网络研究被引量：3: 2017年; 目的从多通道脑电的功能连接角度,研究精神分裂患者在感觉门控状态下的脑网络连接特性。方法采集10例精神分裂症患者和10例正常受试者的听觉条件测试范式下的脑电数据,利用基于频域格兰杰因果分析的定向传递函数计算各导联间的因果连接矩阵,构建出各频段的功能网络。计算每位受试者的信息流增益并运用图论的方法比较了两组间的差异。结果在high-beta和gamma频段,精神分裂组的DTF_(mean)显著高于对照组(P<0.001),精神分裂组的聚类系数显著高于对照组(high-beta,P<0.001;gamma,P<0.01),精神分裂组的全局效率显著高于对照组(P<0.001),精神分裂组的信息流增益与对照组相比存在差异。结论精神分裂患者在感觉门控过程中因果网络在high-beta和gamma频段存在着过连接现象,表明脑区间的连接出现异常。; 祖红月王索刚谭淑平; 关键词：格兰杰因果分析 P50 感觉门控

基于视觉双特征的并行联合脑-机接口范式的研究被引量：2: 2015年; 基于多特征的并行联合脑-机接口与单一特征脑-机接口相比,能利用更多信息和并行方式提高特征提取和系统执行效率。提出了一种基于稳态视觉诱发电位(SSVEP)和运动起始视觉诱发电位(MVEP)的双特征并行联合脑-机接口范式,通过设计3×3字符拼写范式,矩阵中纵列白色竖条按设定频率闪烁诱发SSVEP,横行中白色竖条随机运动诱发MVEP。实验表明,被试者关注目标字符时,两种特征脑电信号被同时诱发出来,并且对两种脑电信号进行特征识别能够检测出被试者选取的目标字符。联合范式并行的刺激编码方式有效节约了刺激诱发时间,为构建更为实用的联合脑-机接口提供了一种实现方法。; 丁佳张娟王索刚; 关键词：稳态视觉诱发电位

注意力缺陷多动障碍儿童静息态脑电theta-gamma相位幅度耦合研究被引量：1: 2019年; 目的从theta-gamma相位幅度耦合因果脑网络角度探讨注意力缺陷/多动障碍(ADHD)儿童可能的神经电生理机制。方法22例ADHD儿童作为病例组,14例健康儿童作为对照。采集两组受试者静息态脑电,使用平均向量长度方法计算所有导联对间theta节律相位对gamma节律幅度的耦合值,分别构建两受试组的因果连接脑网络,使用非参数检验分析两受试组间的耦合差异。结果ADHD组导联内的耦合强度减弱,Fp1、Fp2导联内的耦合强度显著低于对照组(P<0.05)。两组受试者导联内的耦合强度与其作为幅度导联被其他脑区耦合的平均强度具有极强的正相关关系(对照组rs=0.863,ADHD组rs=0.787,均P<0.001)。对照组以左额区(Fp1、F3)、右枕区(O2)被其他脑区耦合为主,而ADHD组则以枕区(O1、O2)被其他脑区耦合为主。与对照组相比,ADHD组前额区(Fp1、Fp2)被其他多个脑区耦合的强度显著降低,同时还存在脑区内和脑区间耦合模式转变。结论前额区为主的多个脑区内耦合减弱,前额区被其他脑区耦合减弱,被耦合中心部分转移等因果脑网络异常,以及相位幅度耦合模式的转变可能是ADHD儿童静息态脑电特有的神经电生理特征。; 刘兴平孙凌王珊珊房蓓王索刚

一种基于双特征的联合脑-机接口系统设计被引量：1: 2014年; 与传统基于单一脑电信号的脑-机接口相比,基于多种特征信号的联合脑-机接口能有效提高脑-机接口性能。在基于稳态视觉诱发电位和P300诱发电位的联合使用的可行性基础上,提出了新的刺激编码方式,构建了一种基于两种特征的联合脑-机接口系统。通过设计3×3字符刺激矩阵,矩阵中纵列按各自设定频率闪烁诱发稳态视觉诱发电位,横行随机出现蓝色框诱发P300。实验表明,当受试者注视并关注目标字符,两种特征脑电信号能够被同时诱发,且对脑电信号中两种特征进行识别能够检测出受试者选取的字符。与传统基于P300的字符脑-机接口相比,刺激诱发时间减少了一半,从根本上提高了脑-机接口的速度。在以后工作中,系统可以扩展到更大矩阵(如6×6),构建更为实用的联合脑-机接口系统。; 匡光涛王索刚丁佳张娟; 关键词：脑-机接口脑电信号稳态视觉诱发电位

心算负载任务对事件相关电位信号特征影响的研究被引量：2: 2015年; 事件相关电位是神经科学研究中重要的一种认知电位,也是脑机接口中常用的特征信号之一。心算任务引起的心理负载能够诱发事件相关电位。常用的信号特征主要为时域波形特征。无法全面分析评估特征特点。研究中设计了三种心算任务,时域上研究诱发的事件相关电位的波形特征,频域上利用格兰杰因果关系分析方法研究任务脑功能网络连接,探讨三种心算任务诱发事件相关电位特征信号的效果和特点。为构建基于ERP特征信号的脑机接口新范式提供理论依据和技术支持。; 张娟王索刚; 关键词：心算事件相关电位 P300

基于相位幅度耦合的酒精依赖患者ERP脑网络分析: 2022年; 探索相位幅度耦合和复杂网络方法在酒精依赖患者事件相关电位的脑网络机制研究中的应用。以开源的76例酒精依赖患者和45例健康对照在延迟匹配样本范式中的事件相关电位为研究对象。首先对数据进行预处理,然后使用调制指数方法,计算所有导联对间theta-gamma、alpha-gamma相位幅度耦合(TGC、AGC)强度,构建因果脑网络,并计算网络密度为0.3时的脑网络图论参数。此外,还计算导联内theta、alpha、beta、gamma节律小波包能量,以及疲劳因子,数据以四分位数表示50%(25%, 75%)。结果表明,只有非靶刺激时两组之间的耦合强度有显著差异。酒精依赖患者多个导联对间的TGC、AGC均显著降低(分别占比15.29%、1.29%,均P<0.05),平均耦合强度显著降低,以TGC尤为明显[TGC:0.014(0.011, 0.018) vs 0.012(0.010, 0.014),P=0.002;AGC:0.012(0.010, 0.014) vs 0.011(0.010, 0.012),P=0.005]。在TGC网络中,酒精依赖患者的特征路径长度[84.13(60.96, 110.33) vs 104.24(86.93, 118.98),P=0.005]、直径[222.40(154.78, 254.39) vs 253.39(207.82, 307.99),P=0.003]显著增加,平均聚类系数[0.013(0.010, 0.019) vs 0.009(0.008, 0.012),P<0.001]、全局效率[0.014(0.011, 0.016) vs 0.011(0.010, 0.013),P<0.001]、平均局部效率[0.017(0.013, 0.022) vs 0.013(0.011, 0.017),P<0.001]、传递性[0.011(0.008, 0.016) vs 0.008(0.007, 0.010),P<0.001]均显著降低。AGC网络的结果与TGC网络的结果相似,但是其直径无统计学差异。酒精依赖患者多个导联的theta、alpha、beta节律小波包能量显著降低(分别占比95.08%、100%、50.82%,均P<0.05),部分导联的疲劳因子显著降低(占比45.90%,均P<0.05)。在非靶刺激试验时,酒精依赖患者的皮层兴奋性增强,大脑抑制控制能力减弱,TGC和AGC脑网络的功能分离和整合能力降低,脑网络拓扑组织紊乱。; 刘兴平王索刚; 关键词：酒精依赖事件相关电位图论

视觉诱发的联合mVEP和SSVEP特征成分提取研究: 2015年; 目的提出一种基于运动起始视觉诱发电位（mVEP）和稳态视觉诱发电位（SSVEP）的特征成分联合脑-机接口（HBCI）范式。方法通过设计3×3字符拼写矩阵，矩阵纵列白色竖条按设定频率闪烁诱发相应的SSVEP，横行白色竖条随机运动诱发mVEP。利用时域、频域分析提取2类特征信号。利用支持向量机（SVM）对比联合范式和单一范式目标字符识别正确率。结果受试者S1和S6在联合范式条件下平均目标字符识别正确率相对于单一范式提高约2％；其他受试者相应比较提高约6％；当同一字符重复刺激3次以上，所有受试者单一范式平均正确率为85．6％，联合范式的正确率能达91．4％。结论HBCI刺激范式能同时有效地诱发多种特征脑电信号。联合范式在不同选择次数下的正确率均高于单一范式。联合刺激方式将运动诱发与固定频率闪烁相结合有效地节约了刺激诱发时间，加速了特征成分提取效率。; 岳伟孙金秀王索刚; 关键词：稳态视觉诱发电位

基于格兰杰因果的注意力缺陷多动障碍儿童脑网络连接研究被引量：1: 2021年; 目的研究注意力缺陷多动障碍(ADHD)儿童的格兰杰因果网络异常特征,分析二值化网络与权重网络拓扑属性差异。方法采集22例ADHD儿童与14例健康儿童闭眼静息态脑电数据,使用定向传递函数构建因果连接矩阵,计算两组儿童二值化与权重网络的聚类系数与特征路径长度,并比较两组儿童优势导联对分布差异。结果 ADHD儿童聚类系数增加、特征路径长度降低,且权重网络差异更明显;两组儿童优势导联对都呈现自下而上的信息流模式,ADHD儿童优势导联对分布更加规则,优势导联对信息流主要流向F7、F8两个节点。结论 ADHD儿童脑网络存在异常密集连接和异常高速信息传递,脑网络模块化增强,集成能力减弱,脑网络趋向于规则网络。; 王珊珊孙凌胡声靖张杜娟房蓓王索刚; 关键词：注意力缺陷多动障碍图论

孤独症儿童静息态脑电Gamma频段功能网络研究被引量：3: 2016年; 有研究表明,孤独症儿童的功能障碍可能和脑电中的Gamma频段异常有关。通过采集17例孤独症儿童和17例正常儿童睁眼静息态脑电,利用定向传递函数方法计算导联间的因果连接,构建Gamma频段（35~50 Hz）功能网络。用图论方法分析两组差异。结果表明相同阈值下,孤独症儿童脑功能网络全局效率、局部效率以及节点度均低于正常对照组儿童。提示孤独症儿童认知、行为异常可能与其大脑Gamma频段连接较弱、信息整合效率较低有关。; 孙金秀匡光涛王索刚; 关键词：孤独症儿童

基于样本熵的心算任务诱发事件相关电位特征提取的研究被引量：1: 2015年; 目的利用样本熵研究心算任务诱发的事件相关电位（ERP）特征提取方法，从而增强脑-机接口（BCI）中脑电（EEG）信号成分特征。方法设计计数、随机数和汉字笔画数求和等3种心算认知任务，分别采集3种任务下8名健康受试者16导脑电数据，利用样本熵算法计算脑电特征信号复杂度，探讨心算任务诱发ERP复杂度的特点和不同。结果非靶刺激诱发的信号的样本熵值高于靶刺激诱发信号样本熵值且差异有统计学意义（P〈0．01）；汉字数字笔画心算任务的样本熵值明显高于其他2种任务，差异有统计学意义（P〈0．05）。受试者在非注意状态的非靶刺激下样本熵值高于注意状态的靶刺激的熵值。结论在汉字数字笔画心算任务中，处理的信息复杂，神经细胞间的非线性连接较多，复杂度高。心算任务能有效地激活相关脑区，样本熵可将靶与非靶刺激响应信号相区别。; 岳伟宋丽清王索刚; 关键词：心算事件相关电位 P300

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