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基于肌肉协同的表面肌电通道选择方法

华东理工大学学报（自然科学版） 2024年第3期50卷 427-434页

作者：周雕周建华宗静张琪伏云发昆明理工大学信息工程与自动化学院脑认知与脑机智能融合创新团队昆明650500

将不同肌肉对运动任务的贡献度作为最优通道选择的优化准则,提出了基于肌肉协同(Muscle Synergy,MS)的通道选择方法。首先对原始肌电信号进行预处理,提取时域特征,然后使用非负矩阵分解(Non-Negative Matrix Factorization,NMF)算法分... 详细信息

将不同肌肉对运动任务的贡献度作为最优通道选择的优化准则,提出了基于肌肉协同(Muscle Synergy,MS)的通道选择方法。首先对原始肌电信号进行预处理,提取时域特征,然后使用非负矩阵分解(Non-Negative Matrix Factorization,NMF)算法分别对每个手势动作提取肌肉协同矩阵并进行转换;再将每个手势动作在各个肌电通道上的肌肉权重系数进行求和,得到所有肌电通道的重要性系数;最后通过支持向量机(SupportVectorMachines,SVM)、随机森林(Random Forest,RF)、K近邻分类器(K-Nearest Neighbor,KNN)进行分类。采用Ninapro数据库中DB5子数据库记录的表面肌电信号对该方法进行测试,测试结果表明,提取10个最优通道时,与以往研究中提出的顺序前向选择(Sequential Forward Selection,SFS)、马尔可夫随机场(Markov Random Field,MRF)和Relief-F通道选择方法相比,本文方法确定的肌电信号子集获得的识别精度与MRF和Relief-F方法相近,比SFS方法略低,但计算成本比它们均低。

关键词：表面肌电信号肌肉协同通道选择手势识别非负矩阵分解

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耦合条件下大脑皮层神经振子群的能量函数

力学学报 2008年第2期40卷 238-249页

作者：王如彬张志康华东理工大学信息科学与工程学院脑信息处理与认知神经动力学研究中心上海200237

探讨了局部脑皮层网络活动中,耦合条件下的大规模神经振子群的能量消耗与神经信号编码之间的内禀关系,得到了神经元集群在阈下和阈上互相耦合时神经元膜电位变化的函数.这个能量函数能够精确地再现神经电生理学实验中的EPSP,IPSP,动作... 详细信息

探讨了局部脑皮层网络活动中,耦合条件下的大规模神经振子群的能量消耗与神经信号编码之间的内禀关系,得到了神经元集群在阈下和阈上互相耦合时神经元膜电位变化的函数.这个能量函数能够精确地再现神经电生理学实验中的EPSP,IPSP,动作电位以及动作电流.最近功能性核磁共振实验证明了神经信号的编码是与能量的消耗紧密地耦合在一起的,凶此研究结果表明利用能量原理研究大脑在神经网络层次上是如何进行编码的这一重大科学问题的讨论是十分有益的.可以预计得到的能量函数将是生物学神经网络动力学稳定性计算的基础.

关键词：神经能量耦合神经振子群哈密尔顿函数膜电位和动作电位

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关于注意和记忆的神经动力学机制

力学学报 2006年第6期38卷 816-824页

作者：王如彬张志康余婧华东理工大学信息科学与工程学院脑信息处理与认知神经动力学研究中心上海200237 东华大学理学院力学研究中心上海200051

利用随机的相变动力学理论研究了一个具有不同相位的神经振子群模型,并考察神经振子群对刺激信息的处理及神经编码的动态演化．通过对动力学模型的数值分析,在二维相空间上描述了神经元集群内不同振子簇发放动作电位时,数密度随时间演... 详细信息

利用随机的相变动力学理论研究了一个具有不同相位的神经振子群模型,并考察神经振子群对刺激信息的处理及神经编码的动态演化．通过对动力学模型的数值分析,在二维相空间上描述了神经元集群内不同振子簇发放动作电位时,数密度随时间演化的图像．数值分析的结果表明该模型能够用来描述注意和记忆的神经动力学机制。并且证明了只有高维的神经动力学模型才能更深刻地描述神经元集群的动力学特性,而以往的编码模型丢失了大量有用的神经信息．

关键词：相变不同相位耦合集群神经编码注意和记忆

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关于耦合神经元活动时的能量原理

生物物理学报 2005年第6期21卷 436-442页

作者：王如彬张志康华东理工大学信息科学与工程学院脑信息处理与认知神经动力学研究所上海200237

最近美国耶鲁大学的神经科学家们用实验数据表明,哺乳动物大脑皮层中神经信号的传递是一个代价昂贵的能量支出过程,而神经信号的编码是与能量代谢紧密地耦合在一起的,但是到目前为止还无法定量给出神经元活动时的能量函数。在这篇文章中... 详细信息

最近美国耶鲁大学的神经科学家们用实验数据表明,哺乳动物大脑皮层中神经信号的传递是一个代价昂贵的能量支出过程,而神经信号的编码是与能量代谢紧密地耦合在一起的,但是到目前为止还无法定量给出神经元活动时的能量函数。在这篇文章中,能量原理被用于神经活动和神经信息处理机制的研究,在电生理实验数据的基础上,建立神经元活动的用能量函数表示的运动方程。结果表明用能量函数表达耦合神经元的阈下电活动和动作电位,数值计算结果与用Hodgkin-Huxley方程所描述的动作电位一致。从而有可能依据能量原理从脑信息处理的角度揭示和理解大脑神经网络系统的信息表现规律。

关键词：耦合神经元集群神经元电活动哈密尔顿能量函数神经信息处理

双人困境博弈中决策策略的脑电信号检测研究进展

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生物医学工程学进展 2024年第03期 206-213页

作者：龚瑾随力戚文静上海理工大学健康科学与工程学院

决策是运用感知觉、记忆、思维等认知能力，对情境做出选择、确定策略的过程。脑电技术和脑电信息分析是研究与分析脑决策功能及决策机制的重要方法之一。无论是在传统人文学科领域还是当代工程技术领域、医学领域，双人困境博弈都有着... 详细信息

决策是运用感知觉、记忆、思维等认知能力，对情境做出选择、确定策略的过程。脑电技术和脑电信息分析是研究与分析脑决策功能及决策机制的重要方法之一。无论是在传统人文学科领域还是当代工程技术领域、医学领域，双人困境博弈都有着较广泛的应用或应用前景。囚徒困境博弈和胆小鬼博弈是双人困境研究中最经典的两个博弈模型，这两个双人困境博弈中的脑电信息分析不仅能较客观地描绘出脑在博弈选择策略中的动态信息处理过程，而且能揭示出博弈中合作决策的脑机制。该文归纳和总结了这两个博弈模型的实验范式、决策策略及近年来的脑电信号检测研究结果，并对双人困境博弈的发展趋势和发展方向进行了展望。

关键词：事件相关电位囚徒困境胆小鬼博弈脑电

刺激作用下大规模神经元群的随机非线性演化模型及动态神经编码

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生物医学工程学杂志 2006年第2期23卷 243-247页

作者：王如彬喻伟华东理工大学信息科学与工程学院脑信息处理与认知神经动力学研究室东华大学理学院力学研究中心

在前期研究工作的基础上,我们考虑外刺激作用下神经振子群对信息的处理及神经编码的动态演化。通过对模型的数值分析,得到了在三维空间用于描述神经元群内神经元放电过程时的数密度随时间演化的图像,即神经编码的动态演化。数值分析的... 详细信息

在前期研究工作的基础上,我们考虑外刺激作用下神经振子群对信息的处理及神经编码的动态演化。通过对模型的数值分析,得到了在三维空间用于描述神经元群内神经元放电过程时的数密度随时间演化的图像,即神经编码的动态演化。数值分析的结果表明该模型能够用来描述大量相互作用神经元在刺激下神经编码的演化过程,研究证明只有在适当的刺激强度下神经元之间的耦合强度与耦合结构才能发生改变,从而体现了神经元的可塑性变化。

关键词：外刺激强度神经元的非线性耦合 FPK方程数密度群编码

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人体上肢运动轨道计算的新算法

振动与冲击 2008年第9期27卷 147-149,154页

作者：吴炯王如彬沈恩华张志康华东理工大学信息科学与工程学院脑信息处理与认知神经动力学研究中心上海200237

依据文献[6]所提供的在曲柄转动机构中人体手臂运动的实验及其力学模型,研究人体手臂运动的轨道生成问题。为了改进手臂运动轨道的最优化算法中存在较大的误差,利用文献[6]所提供的肌电信号实验数据,构造了一组肌肉力函数,通过力臂矩阵... 详细信息

依据文献[6]所提供的在曲柄转动机构中人体手臂运动的实验及其力学模型,研究人体手臂运动的轨道生成问题。为了改进手臂运动轨道的最优化算法中存在较大的误差,利用文献[6]所提供的肌电信号实验数据,构造了一组肌肉力函数,通过力臂矩阵将肌肉力向量映射到关节转矩向量的方法,把得到的仿真结果与实验数据进行对比。结果表明所构造的肌肉力函数可以得到比理论肌肉力条件下给出的手臂运动轨道更为精确的结果。

关键词：曲柄转动机构人体手臂运动肌肉力函数神经机制

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织物手感的认知原理及其研究

东华大学学报（自然科学版） 2007年第5期33卷 677-681,686页

作者：胡吉永丁辛王如彬东华大学纺织学院上海201620 华东理工大学脑信息处理与认知神经动力学研究所上海200237

织物手感是纺织品十分重要的性能之一.经过近一个世纪的研究,随着科学技术的发展,对织物手感的表征和评价取得了不少成果.但由于人们对大脑认知行为的认识尚不成熟,对织物手感的神经认知原理还处于探索阶段,导致对织物手感形成机制的理... 详细信息

织物手感是纺织品十分重要的性能之一.经过近一个世纪的研究,随着科学技术的发展,对织物手感的表征和评价取得了不少成果.但由于人们对大脑认知行为的认识尚不成熟,对织物手感的神经认知原理还处于探索阶段,导致对织物手感形成机制的理解不深入,从而限制了该方面研究的进展.通过分析织物手感形成的生理基础,归纳了探索织物手感方面的研究工作,试图从认知心理学角度澄清以往在该领域研究工作的模糊认识,分析传统上从认知心理学角度研究织物手感认知属性空间的不足.同时,结合认知神经科学最新的研究结果,寻求织物手感定量表征的发展方向.

关键词：织物手感认知心理学心理物理学认知神经科学触觉质感空间

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基于稀疏编码的图像语义分类器模型

华东理工大学学报（自然科学版） 2007年第6期33卷 827-830,892页

作者：梁天一宋国新虞慧群华东理工大学信息科学与工程学院上海200237

为了解决图像检索以及遥感图像识别等图像处理研究中本质的问题——如何对高层抽象图像语义进行有效的分类,本文采用生物视觉认知机理,结合生物特征信息,用最小生成树的方法构造图像信息语义树,提出了一个基于稀疏编码的图像语义分类器(... 详细信息

为了解决图像检索以及遥感图像识别等图像处理研究中本质的问题——如何对高层抽象图像语义进行有效的分类,本文采用生物视觉认知机理,结合生物特征信息,用最小生成树的方法构造图像信息语义树,提出了一个基于稀疏编码的图像语义分类器(SCISC)的模型。实验结果表明:该模型在图像分类中有较高正确率。

关键词：视觉认知稀疏编码图像语义图像分类