究基于多种刺激模式的脑机接口视觉刺激器,采用计算机编程,在计算机屏幕上实现了基于VEP、P300、想象运动的3类刺激模式。该系统能够通过特定的刺激从而有效地诱发出可识别特征的脑电信号,采用XML技术使得该刺激系统具有较强的可扩展性,可以满足脑机接口实验的需要。

信阳师范学院学报:自然科学版第20卷　第3期　2007年7月

JournalofXinyangNormalUniversity

NaturalScienceEditionVol.20No.3Jul.2007

应用技术研究

基于脑电的脑机接口刺激系统的研制

胡剑锋,尹晶海,穆振东

(江西蓝天学院信息技术研究所,江西南昌330098)

3

摘　要:脑机接口(BCI)1脑1本研究基于多种刺激模式的脑机接口视觉刺激器,VEP、P300、想象运动的3类刺激模式1,采用XML技术使得该刺激系,1

关键词:;刺激模式;XML;定时器;并口通信;脑电

中图分类号:TP15　　　文献标识码:A　　文章编号:100320972(2007)0320360204

StimulationSystemforEEG2basedBrain2computerInterface

HUJian2feng,YINJin2hai,MUZhen2dong

(JiangxiBlueskyUniversity,Nanchang330098,China)

Abstract:BraincomputerInterface(BCI)isacommunicationsysteminwhichmessagesthatauserwishesto

conveypassnotthroughthebrain’snormaloutputpathways.StimulationsystemforBCIistoputsomeexternalstimula2tiontoinducecertainEEG.InthisarticleavisualstimulationsystemwithanumberofstimulatingpatternsforBCIreal2izedisdescribed,andthreestimulationpatterns,forVEP,P300,andmotorimageryonthecomputerscreenrealizedisdescribedbycomputerprogramming.ThissystemcaninduceidentifiableEEGsignalseffectivelybycertainstimulation,andmakesuseofXMLtechnologysothatthesystemhasstrongscalability,andmeetstheneedsofBCIexperiments.

Keywords:BraincomputerInterface;Simulationpatterns;XML;Timer;Parallelcommunication;EEG

　　脑机接口(Brain2ComputerInterface,BCI),是指一种不依赖于脑的正常输出通路(即外周神经和肌肉)的脑机(计算机或其他装置)通讯系统

[1]

的时空分布1

(4)SCP:皮层慢电位(SCP)是皮层电位的变化,持续

1

时间为几百毫秒到几秒,受试者通过反馈训练学习,可以自主地控制SCP幅度产生正向或负向偏移1

(5)μ波:μ波是一种8～12Hz的自发EEG,它与运动

一个完整的脑机接口系统一般由信号采集、信号分析、信号转换、过程控制等4个模块组成1刺激系统通常可作为信号采集模块的一部分1

目前基于不同脑电信号的脑机接口种类很多,刺激系统并未统一,大致有以下几类

[2]

有关,在感觉运动皮层记录幅度最大,幅度大小可以通过训练而人为控制1

本文设计的刺激器主要采用前3类脑信号1在Windows环境下实现BCI刺激系统,面临着几个困难:

(1)Windows精确定时:Windows操作系统是一个多任

:

(1)视觉诱发电位(VisualEvokedPotential,VEP):视觉

诱发电位信号的稳定性较好,比较容易检测,适于在脑机接口中的应用1利用诱发电位与刺激之间有相对固定的时间间隔(锁时关系),来检测其诱发电位1

(2)P300:P300是一种事件相关电位,其峰值大约出现

务的操作系统,它不但时间精度低,而且实时性差,很难对程序运行进行高精度时间控制1

(2)图像的高速和平滑的显示:图形设备接口提供了

在事件发生后300ms左右,相关事件发生的概率越小,所引起的P300越显著1

(3)想象运动:利用大脑想象不同的运动,脑电呈不同

丰富的API函数,在屏幕上能实现各种图形功能,但不能直接访问显示内存和位图位1

(3)并口输出:由于Windows对系统底层操作采取了

　收稿日期:2007203225;修订日期:2007205226;3.通讯联系人,E2mail:huguess@21cn.com,079128138804　基金项目:江西省教育厅科技计划资助项目(2005年)

　作者简介:胡剑锋(19762),男,江西景德镇人,副教授,中国科学院博士,主要从事脑机接口与神经心理学研究.

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