使用视觉和空间时空触觉同步刺激的范式,增强下肢运动图像
1Institute of Robotics and Intelligent Systems, Xi'an Jiaotong University, Xi'an, People's Republic of China.
Journal of neural engineering
|April 9, 2025
概括
一种新的视觉和时空触觉同步刺激 (VSTSS) 范式增强了运动图像 (MI) 性能,特别是在脑机界面 (BCI) 精度较低的人群中. 这种方法可以改善大脑活动和BCI分类,用于下肢任务.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 生物医学工程 生物医学工程
- 康复技术 康复技术 康复技术
背景情况:
- 运动图像 (MI) 性能通常由振动刺激 (VS) 指导.
- 单点VS缺乏时空信息,限制了MI指导的生动性和有效性.
- 现有的方法难以提供有效的指导,特别是对于MI表现不佳的个体.
研究的目的:
- 提出和评估一种新的视觉和时空触觉同步刺激 (VSTSS) 范式.
- 为了增强运动图像 (MI) 引导,并提高基于MI的脑电脑接口 (MI-BCI) 性能.
- 特别有利于在下肢MI任务中表现较差的受试者.
主要方法:
- 开发了一个VSTSS范式,将视觉线索与同步的时空触觉反集成在一起.
- 招募了14名健康受试者,将他们分为下肢MI任务的好和坏表现者.
- 在没有VS (NVS),VS和VSTSS条件下分析了电生理学特征 (事件相关脱同步 - ERD) 和MI-BCI分类准确性.
主要成果:
- 与NVS和VS相比,VSTSS在感觉运动皮质中表现出更明显的事件相关脱同步 (ERD).
- 对于表现不佳的人来说,VSTSS增加了平均阿尔法节奏ERD值34.70% (vs NVS) 和14.28% (vs VS).
- VSTSS显著提高了MI-BCI分类准确度,为12.52% (vs NVS) 和4.05% (vs VS) 的表现不佳者.
结论:
- VSTSS范式有效地增强了在MI期间的运动皮质激活.
- 通过提供更生动的MI指导,VSTSS显著提高了MI-BCI分类性能.
- 这种方法对推进下肢MI-BCI应用有希望,特别是在中风康复中.
