脑信息处理的特性检测研究

提出一种脑信息处理宏观运动特征的检测分析方法.该方法不涉及单个脑神经细胞之间的信息处理,而只研究在某个特定指令下受试者在一定时间段内连续进行简单逻辑判断作业时,受试者脑信息处理的宏观运动形态、宏观运动形态的共性和因人而异的个性,以及脑信息处理动态特征和人的行为特征之间的关系.因为人的行为是脑信息处理在宏观上的表现,所以其研究成果可直接用来检测人的能力和行为特征.     

人脑信息处理和类脑智能研究进展

脑科学被视为理解宇宙、自然与人类关系的“终极疆域”,人类从未停止对人脑的探索以及对其运行机制的模仿。过去几个世纪,人类对人脑的解剖构造和人脑各部分的独特功能有了一定的认识,但对人脑的信息处理机制、智能的形成等问题还需要持续深入探索。同时,借鉴人脑的信息处理方式开展类脑智能研究,对扩展与应用人类智能具有重要作用,是人工智能的下一个发展目标。从人工智能技术视角提出了大数据驱动的人脑信息处理机制、多脑区协同的人类智能形成机制、多标志物联动的脑疾病发展机理、多模态融合的类脑深度计算机理等关键科学问题,并建议从多学科交叉融合、产学研合作促进、国际化交流共享、战略性规划部署及科研型人才培养等方面加强脑科学及类脑智能研究。     

疲劳驾驶的脑电特性探索

研究疲劳驾驶时的脑电特性.利用汽车模拟驾驶系统模拟驾驶员疲劳驾驶的情况,用脑电仪记录驾驶员的脑电情况,得到了驾驶员在正常状态和疲劳状态下驾驶时的脑电数据和波形,分别用平均功率谱方法和非线性的关联维数方法对所得数据进行分析.得到了疲劳驾驶时脑电的2个特征量R和D.可以用驾驶员驾驶时的脑电特征量来评价其疲劳程度.     

思维脑电信号的关联维数分析

采用G-P算法计算了5种不同心理作业下的思维脑电信号的关联维数。计算结果表明:对同一个电极上的脑电数据而言,心算乘法和想象几何图形旋转这两种心理作业下平均关联维数的值比较大。这说明当大脑进行心算乘法和想象几何图形旋转时,大脑皮层神经元的活动加剧,导致脑电信号变的复杂。此外,每种心理实验作业下电极01、02处脑电信号关联维数值均较大,表明枕区皮层神经元相对于大脑皮层其他部位的神经元始终处于比较活跃的状态。     

对脑干听觉诱发电位相关维数的研究

用二维延时重构技术重构了脑干听觉诱发电位时间序列，并用Ｇｒａｓｓｂｅｒｇｅｒ－ｐｒｏｃａｃｃｉａ算法计算了正常人与有听觉障碍病人的关联积分Ｃ（ｒ）。     

短期记忆与脑电事件相关电位特征的初步研究

对３２名被试者进行两字汉语词汇和平面图形的辩识测试,以及４～９个两字汉语词汇的回忆测试,结果是词汇、图形辩识测试中,左右半球４０Ｈｚ事件相关电位（ＥＲＰ）的发放率（ＡＣＴ）和平均发放时间间隔（ＡＴ）参数存在不对称性。词汇测试中,左半球４０ＨｚＥＲＰ的ＡＣＴ（１６．９６）明显大于右半球（１４．５）,Ｐ＜０．０１;右半球的ＡＴ（２５．４）明显大于左半球（２１．９）,Ｐ＜０．０２５。图形测试中,右半球的ＡＣＴ（１６．８）明显大于左半球（１５．０）,Ｐ＜０．０２５;左半球ＡＴ值（２３．９）,明显大于右半球（２１．１）,Ｐ＜０．０２５。左右半球不对称的消失与汉语词汇短期记忆有固定组块（７个）的记忆容量有关。     

关联维数计算的分析研究

本文从理论上分析了关联维数的计算方法，研究了实测数据采样序列的长度、采样序列的自相关性及附加噪声等因素对关联维数计算的影响，并给出实际算例。     

大同市旅游景点系统的经济位序和空间结构分形特征研究

旅游业对于地区发展具有重要的经济和文化环境意义,日益受到各个城市的重视.以大同市的景点系统为研究对象,先用等级钟理论方法分析了其在山西省的旅游经济位序,后利用分形理论里的聚集维数和空间关联维数度量了大同市景点系统的凝聚模式和空间连通性、关联性和分布均衡性.得到了一些有意义的结论,对大同市旅游系统的发展具有一定参考价值.     

“脑与认知”课程在智能信息处理中的教学和实验探索

脑与认知是智能信息科学中的一门基础课程,根据计算机应用专业本科的特点,课程在内容设计上突出脑科学、认知科学和智能信息处理的分析与应用,注重将三者间的知识进行融合联系,从教学、实践和融合方面进行改革探索。     

脑电信号混沌态的研究

对思维时的脑电信号混吨态进行了研究。在研究中首次引入了阵发性４０Ｈｚ脑电图检测技术借以确定用于混沌态分析的数据段,以确保分析结果的可靠性和稳定性。文中对混沌定量计算的参数也进行了一定研究,对３０多位受试者的脑电信号样本进行了分数维值和最大李亚谱诺夫指数计算。实验结果表明分数维值对临床应用确有价值,而仅凭一个最大的李亚谱诺夫指数似乎不能有助于诊断疾病。     

基于独立成分分析的抑郁症脑网络属性分析

使用ICA与图论相结合的方法来研究抑郁症的脑网络拓扑属性差异可以为抑郁症的诊断提供依据。针对以ICA成分为节点构建的二值化网络中轻度抑郁症患者与正常人的传统属性差异不明显的问题,提出将二值化网络改进为加权网络,并引入信息维数这个属性。通过计算信息维数对比患者与正常人的显著差异,找到差异显著的独立成分,并进行溯源分析。实验结果表明,抑郁症患者的信息维数都明显高于正常人,说明抑郁症患者脑网络的复杂度更高,并且二者的差异显著脑区定位为左侧额叶中上回与左侧颞叶中回。     

一种计算脑电信号相关维数的改进算法

相关维数D2是刻画脑电信号非线性动力学特征的重要参数,其数值的大小可以用来刻画与区分大脑功能状态.传统的G P算法计算相关维数具有相当大的计算工作量,实际应用的可行性低.改进传统的G P算法,可以较大程度地减小计算工作量,同时可以保持相关维数计算结果的稳定性,改善了相关维数在临床应用上的可行性.     

基于相关维数的磁刺激穴位脑功能网络构建与分析

针灸经临床实践已证明其疗效,然而其作用机制仍不清楚,磁刺激穴位为研究针灸理论提供了一种新的方法.本研究采集安静状态和磁刺激内关穴(PC6)状态的脑电(EEG)信号,基于非线性动力学特征(相关维数)和互信息方法构建脑功能网络,基于复杂网络理论对所构建脑功能网络进行分析,对比分析了安静和磁刺激两种状态下的脑功能网络的拓扑性质.实验结果表明,基于磁刺激内关穴构建的脑功能网络与安静状态相比,其拓扑结构发生了改变,网络连接增强,信息传输效率提高,并且\"小世界\"属性增强.     

脑电信号的非线性动力学分析

基于脑电信号的非线性特征,利用LILEY脑电信号动力学模型计算了相关维数和李亚普诺夫指数.计算结果表明,当改变兴奋性神经元集群的兴奋性输入参数时,该EEG模型具有极限环、倍周期分岔、混沌等复杂的动力学行为,得出混沌存在于EEG模型中的结论.     

脑瘤诱发的组织变化和皮层脑电图分析

健康组织和肿瘤组织具有不同的代谢,结构和热力学特性.脑瘤的代谢和结构无序性导致其有较高的熵产生.两种组织不同的熵产生决定了熵由癌流向健康组织.脑瘤和正常细胞在熵和能量方面的差异诱发皮层不同的脑电信号.研究了28个脑瘤患者的脑电图并和健康人进行比较,观察到脑瘤患者脑电图频率的降低.多数情况中慢alpha和theta波出现在肿瘤投影区,此可能与其高熵产生和向外的熵流有关.研究认为,脑瘤的持续高熵产生和热耗散及其它物理效应使得皮层电产生慢化,从而使肿瘤及其邻近的脑组织显示出频率较低的电活性.     

EEG数据的李氏指数计算与主成份分析

采用新的经验公式计算EEG数据的Lyapunov指数;其中在脑电低维假设下先求出关联维作为拓扑维以确定重构维数,计算结果以采样频率定标,还对EEG数据进行主成分分析,并指出上述计算与分析潜在的意义。     

语言认知EEG非线性时间序列分析

利用非线性时间序列分析方法,以汉语语言认知为例,探讨语言认知系统的动力学特性.通过计算F3,F4,P3,P4,Fz,Cz,Oz这些电极记录的脑电图(EEG)时间序列的关联维和Lyapunov指数,表明大脑语言认知系统属于高维的混沌动力学系统,只需有限的几个变量就可描述和表征这种整体的、宏观的特性.     

基于小波熵的网络成瘾脑电复杂性分析

通过考察青少年网络成瘾患者的脑电复杂性参数即小波熵及其脑电信息图,分析网络成瘾患者与正常人的差异,试图揭示网络成瘾对患者大脑产生的影响,并为网络成瘾综合症的诊断提供依据．分别采集9名网络成瘾者（实验组）和9名正常受试者（对照组）在上网前后的自发脑电,然后对其进行小波熵及其脑电信息图分析．结果发现网络成瘾患者上网前的自发脑电的小波熵值明显低于正常组上网前的自发脑电小波熵值（P〈0．05）,但上网40min后,其脑电小波熵值明显升高（P〈0．05）,此时与正常组无显著性差异;而正常组受试者上网前后的脑电小波熵值没有显著性的差异（P〉0．05）．此结果证实了网络成瘾患者在上网前,其脑电复杂性较低,大脑活动水平较低,而通过网络可以唤起其大脑的活动,因此小波熵值可以作为网络成瘾综合症诊断的客观指标之一．