基于微状态和递归量化分析的GRU-CNN模型在听觉注意力检测中的应用

综述与报道:基于微状态和递归量化分析的GRU-CNN模型在听觉注意力检测中的应用 背景与研究动机 注意力作为一种认知能力,对感知过程起着至关重要的作用,帮助人类在纷繁复杂的环境中集中注意力于特定对象,而忽略其他干扰。本论文针对听觉注意力检测(Auditory Attention Detection,AAD)进行了研究,通过多通道脑电图(EEG)信号在听者专注于目标讲话者的过程中提取不同的动态特征,以期在存在竞争性讲话者的情况下有效检测听觉注意力。 论文来源与作者信息 此论文由Mohammadreza Eskandarinasab、Zahra Raeisi、Reza Ahmadi Lashaki和Hamidreza Najafi撰写,分别来自于犹他州立大学、费尔莱狄克森大学、德黑兰科技大学等机...

通过MEG和EEG的隐高斯图谱模型识别振荡脑网络

通过MEG和EEG的隐高斯图谱模型识别振荡脑网络

研究背景和研究目的 随着神经科学领域的不断发展,识别与功能网络相关的间接观察过程成为了一个重要的研究方向。研究人员试图通过电生理信号(如脑电图EEG和脑磁图MEG)来估计这些功能网络的活动。然而,这一过程通常涉及逆问题,即从观测数据推断潜在的脑活动,这给研究带来了巨大的挑战。 在这篇文章中,作者们针对这一挑战提出了新的方法。他们指出,传统方法在估计功能连接性时存在显著误差,主要是由于功能网络模型的误配。这些误差在很大程度上影响了功能连接性的准确性,从而限制了我们对脑功能的理解。为了解决这一问题,作者们引入了一种基于贝叶斯理论的隐藏高斯图谱模型(Hidden Gaussian Graphical Spectral, HiGGS),以更准确地识别脑的振荡网络。 研究来源 本文由Deirel Pa...

轻度认知障碍的功能连接变化:M/EEG研究的荟萃分析

轻度认知障碍中的功能性连接变化:M/EEG研究的荟萃分析 背景与目的 阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是一种以记忆丧失和认知功能障碍为特征的神经退行性疾病。AD是老年人认知障碍的最主要原因,约占全球病例的60%至80%。随着年龄的增长,阿尔茨海默病的患病率显著增加,65岁到74岁人群中患病率为3%,75岁到84岁人群为17%,而85岁及以上人群则达到32%。因此,阿尔茨海默病已成为全球公共健康的重大问题,对卫生系统和社会成本产生了巨大影响。 AD的神经病理学变化包括胞外的β-淀粉样蛋白(Aβ)堆积和过度磷酸化的tau蛋白(p-tau)引起的神经纤维缠结,这些变化导致神经元死亡,并最终引起脑萎缩和突触功能障碍。最早的病变在内嗅皮层和海马区开始,随着疾病的进展,逐渐...

基于改进的集合经验模态分解的EEG脑功能网络用于焦虑分析和检测

基于改进的集合经验模态分解的脑功能网络用于焦虑分析和检测 学术背景及研究目的 随着现代生活压力的增加,焦虑症(Anxiety)作为一种常见神经系统疾病,正日益成为全球公共卫生领域亟待解决的问题。焦虑症不仅表现在精神障碍上,还涉及注意力、记忆和学习等认知过程的异常表现。COVID-19疫情的爆发进一步增加了焦虑症的患病率。据统计,焦虑症在12个月内的发病率为男性4.80%,女性5.20%。然而,焦虑的病因至今尚未明确,且自愈的概率较低。这些复杂性和不确定性使得早期检测和干预变得尤为重要。然而,传统的焦虑检测方法依赖于面对面访谈和自我评估,不仅费时费力,还受到医生专业经验和患者自我评估的主观因素影响。因此,有必要探索一种客观且准确的焦虑分析和检测方法。 在众多生理信号中,脑电图(EEG)因其高时...

基于深度学习的实时视觉学习者识别模型

在如今的教育环境中,理解学生的学习风格对提高他们的学习效率至关重要。特别是视觉学习风格(visual learning style)的识别,有助于教师和学生在教学和学习过程中采取更有效的策略。目前,自动识别视觉学习风格主要依靠脑电图(Electroencephalogram, EEG)和机器学习技术。然而,这些技术通常需要离线处理来消除伪影和提取特征,从而限制了其在实时应用中的适用性。 这项由Soyiba Jawed、Ibrahima Faye和Aamir Saeed Malik在《IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering》上发表于2024年的研究,提出了一种基于深度学习技术的实时视觉学习者识别模型,...

基于注意力的双尺度融合卷积神经网络用于运动想象脑机接口

基于注意力的双尺度融合卷积神经网络用于运动想象脑机接口

脑机接口(Brain-Computer Interface, BCI)作为一种新增强通信与控制技术近年来逐渐崭露头角。基于电生理特征(如脑电图,EEG)的BCI中,运动想象(Motor Imagery, MI)是一个重要分支,通过解码用户的运动意图用于临床康复、智能轮椅控制、及光标控制等领域。然而,由于EEG信号的复杂性,如低信噪比(Signal-to-Noise Ratio, SNR)、非平稳性、低空间分辨率和高时间分辨率等特点,准确解码运动意图仍具有挑战性。现有的MI基BCI解码主要使用传统机器学习和深度学习方法。传统机器学习通常分为特征提取和特征分类两个独立步骤,方法包括快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)、通用空间模式(Common Spatial...

通过视觉运动整合任务揭示脑功能网络的变化

机能脑网络在视觉运动任务中的重组变化 研究背景 运动执行是一个复杂的认知功能,依赖于空间上接近和远离的脑区的协调激活。视觉运动整合任务需要处理和解释视觉输入以规划运动执行,并调整人类运动以与环境互动。基于功能性磁共振成像(fMRI)的研究表明,前额叶和顶叶区域在视觉运动整合过程中起着重要作用。此外,sensorimotor皮层也涉及其中。然而,现有研究主要使用fMRI技术探索这些过程,对于脑电图(EEG)信号的研究相对较少。 在诸多研究中,通过功能连接性分析明确了不同脑区之间的统计依赖关系,并研究它们在不同条件下如何相互作用和交流。有研究通过脑磁图(MEG)和颅内EEG探讨了大脑在gamma波段的连接性,发现大脑在视觉运动过程中的动态参与。此外,基于脑电图的研究确认了前顶叶区域在视觉运动过程...

基于EEG信号检测重度抑郁症的图卷积Transformer网络GCTNet

GCTNet:基于EEG信号检测重度抑郁症的图卷积Transformer网络 研究背景 重度抑郁症(Major Depressive Disorder, MDD)是一种普遍的精神疾病,其特征是显著且持续的低落情绪,全球约有超过3.5亿人受到影响。MDD是导致自杀的主要原因之一,每年约有80万人因此丧生。当前MDD的诊断主要依赖于患者的自我报告和临床医生的专业判断。然而,诊断过程的主观性可能会导致不同医生之间的一致性较低,从而可能产生不准确的诊断。研究发现,被诊断为MDD的一般医生的正确率仅为47.3%。因此,探索客观可靠的生理指标,并采用有效的方法及时识别MDD,对于促进早期诊断和干预至关重要。 论文来源 本论文由Beijing Advanced Innovation Center for ...

对侧延迟活动和阿尔法侧化反映视觉记忆中的视网膜和屏幕中心参照系

对侧延迟活动和阿尔法侧化反映视觉记忆中的视网膜和屏幕中心参照系

对《Contralateral Delay Activity and Alpha Lateralization Reflect Retinotopic and Screen-Centered Reference Frames in Visual Memory》的学术报道 引言 视觉系统以侧化的方式组织,左侧和右侧视野由对侧大脑皮层处理。这种组织方式不只适用于感知,还影响认知过程,尤其是对视觉信息的短期记忆。视觉短期记忆(VSTM)中,注意力集中于侧位位置主要调节对侧视觉皮层的活动。近年来,研究表明,视觉短期记忆的对象在对侧半球存储,多个研究显示存储量的神经指标主要在对侧半球。然而,人类频繁的眼动造成记忆对象位置的变动,尤其在眼动后,记忆是根据初始视网膜位还是根据更新的屏幕位置进行的,尚未明确...