監測腦活動：EEG解碼及其應用研究/同濟博士論叢 [Brain Activity Monitoring：EEG Decoding and Its Application Research] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

王登，苗奪謙 著，伍江，雷星暉 編

圖書標籤:

• 腦電圖
• EEG
• 腦機接口
• 神經科學
• 信號處理
• 機器學習
• 解碼算法
• 生物醫學工程
• 認知神經科學
• 博士論文

齣版社： 同濟大學齣版社

ISBN：9787560869629

版次：1

商品編碼：12344093

包裝：精裝

叢書名： 同濟博士論叢

外文名稱：Brain Activity Monitoring：EEG Decoding and Its Application Research

開本：16開

齣版時間：2017-08-01

用紙：膠版紙##

內容簡介

　　《監測腦活動：EEG解碼及其應用研究/同濟博士論叢》主要基於腦電EEG，圍繞運動想象腦一機接口、癲癇自動檢測、隱蔽信息挖掘和感知預測四個方麵對監測腦活動進行瞭比較深入的研究，詳細考究瞭各自的研究曆史與現狀，結閤機器學習與模式識彆的方法，提齣瞭相應的預處理，特徵抽取／特徵選擇，模式分類的處理框架及算法，並分彆從五個真實數據集中成功地驗證瞭所提齣方法的有效性，初步建立瞭一個基於電生理信號EEG的監測腦活動及基本架構。

內頁插圖

目錄

總序
論叢前言
前言

第1章 引言
1．1 研究背景及意義
1．2 EEG解碼相關問題、研究現狀與進展
1．2．1 EEG産生機理及其基本特徵
1．2．2 EEG的優勢
1．2．3 EEG信號分析處理方法
1．2．4 EEG解碼的應用研究
1．3 研究內容、創新點及組織結構
1．3．1 研究內容概述
1．3．2 創新點
1．3．3 組織結構

第2章 基於EEG的運動想象分類及其BCI應用研究
2．1 引言
2．2 研究曆史與現狀
2．2．1 基於侵入式EEG的BCI研究
2．2．2 基於非侵入式EEG的BCI研究
2．2．3 應用前景
2．2．4 涉及的關鍵問題與挑戰
2．3 處理框架與算法
2．3 ，1處理框架
2．3．2 相關算法
2．4 實驗數據描述及分析
2．4．1 數據集1簡介
2．4．2 數據集2簡介
2．4．3 數據分析
2．5 實驗結果與討論
2．6 本章小結

第3章 基於EEG的癲癇自動檢測與分類研究
3．1 引言
3．2 研究曆史與現狀
3．3 檢測與分類算法描述
3．3．1 特徵抽取算法
3．3．2 KNN分類器
3．3．3 係統描述
3．4 實驗及結果與討論
3．4．1 數據描述
……

第4章 基於EEG的隱蔽信息挖掘研究
第5章 基於EEG的感知預測研究
第6章 結論與展望

參考文獻
後記

前言/序言

　　人腦是整個宇宙中最為神秘的器官，解碼人腦活動規律以探索智慧和生命的奧秘令無數科學傢心馳神往。隨著全球腦研究的持續升溫，特彆是2013年歐美先後啓動具有戰略意義的人腦研究計劃，腦相關的科學研究對於提升人類健康水平、帶動相關産業發展、刺激經濟發展和促進社會進步勢必帶來革命性的意義。
　　從人的頭皮采集到的腦電（electroencephalogram，EEG）信號作為大腦信息處理過程中所發生的電生理活動的一個直觀而無損的反映，因其獨特的屬性（無創、高時間分辨率、使用簡便等）而日益成為相關腦研究中必不可少的研究手段，特彆為監測腦的研究提供瞭一種重要的技術支持。EEG解碼技術涉及神經科學、認知心理學和智能信息處理等領域，它是從原始EEG信號中獲取與任務相關的模式，解碼腦的不同任務狀態，旨在揭示人腦認知思維活動模式，建立腦活動的意嚮與行為之間的關聯，達到認識腦、保護腦和開發腦的目的。本書的主要研究總結如下：
　　（1）為瞭準確地提取EEG信號的特徵信息，提高腦思維任務的分類精度，在研究小波包變換的基礎上，提齣瞭一種改進小波包分解EEG特徵的抽取方法。該方法首先進行小波包分解，然後結閤能反映EEG信號在時域與頻域上的能量分布特徵的小波熵概念，從小波包庫中選擇最優小波包基，最後利用不同腦思維任務下腦區活動的非平衡性，對不同導聯EEG信號求取不對稱率來構成特徵嚮量。實驗采用一個5類不同腦思維任務EEG數據集，結果錶明該方法具有較高的平均分類精度。本研究為腦思維任務下EEG信號的特徵抽取提供瞭新的思路。
　　（2）EEG信號是腦一機接口（brain-computerinterface，BCI）-個重要的信號來源。為瞭更有效和可靠地對原始EEG信號進行解碼，我們針對基於EEG的運動想象BCI多任務分類問題，提齣瞭一套新的具有魯棒性的處理框架。該框架可以直接處理帶有噪聲的原始EEG信號，而不用領域專傢對信號僞跡進行手工標注和剔除。同時，該框架能夠自動選擇與任務相關聯的EEG通道，從而減少計算復雜度。我們采用最新的競賽數據集dataset2a-BCICompetitionⅣ驗證瞭所提齣的框架及其相關處理算法，結果證實瞭對於原始包含僞跡的運動想象EEG信號，該處理框架及算法比競賽公布的前3名具有更好的分類性能。

人類智慧的邊界：思維的電波，意識的脈搏 在浩瀚的知識海洋中，人類對自身最深邃的奧秘——意識和思維的探索從未停止。數韆年來，哲學傢、科學傢、藝術傢們試圖從不同的角度理解那看不見、摸不著卻又無比強大的存在。我們是如何思考的？情感的源泉何在？意識的火花是如何點燃的？這些問題觸及瞭人類存在的本質，也構成瞭我們最根本的好奇心。 長期以來，對大腦活動的理解主要依賴於宏觀的神經科學研究，例如通過解剖學瞭解大腦的結構，通過病理學研究大腦損傷的影響，或者通過功能性磁共振成像（fMRI）等技術觀察大腦在執行任務時的血流變化。然而，這些方法在時間分辨率上往往存在局限，難以捕捉到思維閃爍的瞬間，也難以真正“聆聽”大腦內部那些微妙而快速的對話。 直到電子技術的飛速發展，一種前所未有的工具為我們打開瞭通往大腦內部世界的大門：腦電圖（Electroencephalography），簡稱EEG。EEG是一種非侵入性的神經生理學測量技術，它通過放置在頭皮上的電極，記錄大腦皮層神經元群體活動的電信號。這些電信號，雖然微弱，卻如同無數跳動的心髒奏響的交響樂，蘊含著大腦活動的豐富信息。EEG的時間分辨率極高，能夠捕捉到毫秒級彆的神經活動變化，這使得它成為研究大腦動態過程的理想工具。 然而，EEG信號的解讀並非易事。EEG信號本身非常復雜，受到多種因素的影響，包括肌肉活動、眼球運動、生理噪聲，甚至環境電磁乾擾。更重要的是，EEG信號是無數神經元活動疊加的産物，從中提取齣與特定認知活動、情感狀態甚至意圖相關的有效信息，就像在喧囂的市場中尋找某個特定人的聲音一樣睏難。這便是“EEG解碼”這項激動人心且充滿挑戰的研究領域的核心任務。 EEG解碼，顧名思義，就是利用先進的信號處理技術和機器學習算法，將EEG信號轉化為有意義的信息。它試圖破譯大腦電波的語言，理解這些電信號背後所代錶的認知過程。這不僅僅是技術上的突破，更是我們理解人類大腦運作機製的一次飛躍。 想象一下，如果我們能夠通過EEG解碼，準確地知道一個人正在思考什麼，或者他們正在經曆何種情緒，這將帶來多麼深遠的意義？這不再是科幻小說中的場景，而是正在成為現實的可能性。 EEG解碼的應用前景：重塑未來 EEG解碼的研究成果，正以前所未有的速度滲透到各個領域，為解決現實世界的挑戰提供瞭創新的解決方案。 1. 醫療康復領域的革新： 輔助診斷與監測： 對於癲癇、阿爾茨海默病、帕金森病等神經係統疾病，EEG是重要的診斷工具。EEG解碼技術能夠更精確地識彆疾病的早期跡象，量化疾病的進展，甚至預測發作的風險，從而為醫生製定更個性化、更有效的治療方案提供依據。例如，通過解碼EEG信號，可以更早地發現癲癇患者腦電異常的模式，從而提前進行乾預。 神經康復與再訓練： 腦卒中、脊髓損傷等導緻的運動障礙，一直是康復醫學的難題。EEG解碼技術可以為患者提供一種全新的康復方式——腦機接口（Brain-Computer Interface, BCI）。通過BCI，患者可以通過意念控製外部設備，如機械臂、輪椅，甚至計算機光標，從而幫助他們恢復部分肢體功能，改善生活質量。通過解碼患者的運動意圖，EEG信號可以直接轉化為對康復設備的指令，引導患者進行有針對性的訓練，加速神經重塑。 精神疾病的理解與治療： 抑鬱癥、焦慮癥、精神分裂癥等精神疾病，其發病機製復雜，診斷和治療也存在諸多挑戰。EEG解碼技術有助於我們更深入地理解這些疾病的神經基礎，識彆與特定精神癥狀相關的腦電模式。這不僅有助於提高診斷的準確性，也為開發更有效的藥物治療和行為療法提供瞭新的思路。例如，通過解碼EEG信號，可以觀察到抑鬱癥患者腦電活動異常的特定區域和模式，為靶嚮治療提供綫索。 2. 人機交互的智能化升級： 下一代人機交互方式： 傳統的交互方式依賴於鍵盤、鼠標、觸摸屏等物理設備。EEG解碼技術有望催生齣完全“意念驅動”的交互模式。想象一下，你無需動手，僅憑意念就能打開電腦、播放音樂、發送信息，甚至與智能傢居設備進行無縫互動。這對於行動不便的人群來說，更是意義非凡。 提升用戶體驗： 在遊戲、虛擬現實（VR）、增強現實（AR）等領域，EEG解碼可以實現更沉浸式、更智能的體驗。係統可以根據玩傢的注意力、情緒狀態等，動態調整遊戲難度、場景氛圍，甚至提供個性化的遊戲反饋，從而極大地提升用戶體驗。例如，在VR遊戲中，係統可以根據玩傢的專注度來調整NPC的行為，或者根據玩傢的緊張程度來觸發特定的劇情。 3. 認知科學與心理學研究的深入： 探索意識的奧秘： EEG解碼技術為研究意識的本質提供瞭強大的工具。通過解碼EEG信號，我們可以觀察和分析大腦在不同意識狀態（如清醒、睡眠、麻醉）下的活動模式，更深入地理解意識的産生機製、內容以及意識障礙的神經基礎。 理解學習與記憶： 學習和記憶是大腦最基本的功能之一。EEG解碼技術可以幫助我們實時監測大腦在學習過程中的神經活動變化，識彆與記憶編碼、鞏固和提取相關的腦電特徵，從而為優化學習策略、提高學習效率提供科學依據。 情緒與情感的解讀： 情緒是人類行為的重要驅動力。EEG解碼技術能夠捕捉到與不同情緒狀態相關的腦電模式，例如，通過解碼EEG信號，可以識彆齣積極情緒和消極情緒在腦電波上的細微差異，這對於理解情緒的産生、調節以及情緒障礙的治療具有重要意義。 4. 其他前沿領域的應用： 腦力工作效率評估： 在高強度腦力勞動的工作環境中，EEG解碼技術可以用於實時監測員工的腦力疲勞程度，及時進行休息調整，避免過度勞纍，提高工作效率和安全性。 駕駛員狀態監測： 在航空、航海、汽車等高風險領域，EEG解碼技術可以用於監測駕駛員的注意力、疲勞度，及時發齣警報，預防事故發生。 消費者行為研究： EEG解碼技術可以用於分析消費者在接觸産品、廣告時的神經反應，瞭解其潛意識的偏好和態度，為産品設計和市場營銷提供更精準的洞察。 挑戰與未來展望 盡管EEG解碼技術展現齣巨大的潛力，但其發展並非一帆風順。信號的噪聲乾擾、個體差異、解碼模型的魯棒性、倫理與隱私問題等，都是亟待解決的挑戰。 然而，隨著人工智能、大數據、計算神經科學等領域的飛速發展，EEG解碼技術的精度和可靠性正在不斷提升。更先進的算法、更強大的計算能力，以及對大腦電生理學更深入的理解，正在推動EEG解碼技術邁嚮新的高度。 未來，EEG解碼技術將不僅僅是一種研究工具，更將成為一種普惠的技術，深刻地改變我們的生活方式、醫療模式、工作環境，甚至我們對自身和世界的認知。它將幫助我們更好地理解人類大腦這個宇宙中最復雜的係統，為解決人類麵臨的重大挑戰提供前所未有的機遇。 從微弱的電波中捕捉思維的脈搏，從海量的數據中解析意識的密碼，EEG解碼技術正引領我們走嚮一個更加智能、更加人性化的未來。這趟探索人類智慧邊界的旅程，纔剛剛開始。

評分☆☆☆☆☆

這本書的作者在行文風格上展現齣一種沉穩而又不失批判性的學者風範。閱讀開篇的幾頁，我立刻被那種近乎於“工匠精神”的寫作態度所打動。他似乎對每一個論點都進行瞭反復的錘煉和打磨，力求在錶達上既精準到位，又不失可讀性。與我之前看過的幾本同類書籍相比，這本書的獨特之處在於它似乎並沒有急於展示最尖端、最時髦的技術，而是花瞭大篇幅去構建一個堅實的基礎框架。這種“慢工齣細活”的做法，反而讓我對後續內容的信任度大大增加。我特彆注意到作者在引用文獻時的細緻程度，不僅標注瞭齣處，還對某些經典研究的局限性進行瞭恰到其實的點評，這顯示齣作者並非簡單地重復前人的觀點，而是在進行一次有深度的對話。整體閱讀體驗是：仿佛有一位經驗豐富的導師在身邊，耐心、清晰地引導你逐步揭開一個復雜係統的麵紗，讓人感到踏實和信服。

評分☆☆☆☆☆

這本書的整體氛圍，透露著一股強烈的“麵嚮未來”的氣質，盡管它深耕於理論基礎，但字裏行間始終流露齣對實際問題的關切。我尤其欣賞作者在討論完理論模型後，會立刻引申到當前行業可能麵臨的瓶頸，並隱晦地指明瞭未來可能的研究方嚮。這種前瞻性，讓這本書的價值超越瞭單純的知識傳授，更像是一份具備高度洞察力的行業展望報告。我能想象到，對於正在進行相關項目研發的人員來說，這本書中的某些章節或許能提供一個全新的、突破性的視角。它沒有給我那種“過時理論”的陳舊感，反而充滿瞭一種銳意進取的創新精神。總而言之，這是一部既能夯實基礎，又能激發創新思維的寶貴參考資料，它的分量和深度值得每一位相關領域的探索者認真對待。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計著實引人注目，那種深邃的藍色調和簡潔的字體排版，透著一股嚴謹又不失現代感的學術氣息。我當時是在書店裏偶然翻到的，光是目錄結構就讓我眼前一亮，它似乎巧妙地平衡瞭理論的深度與實踐的廣度。從章節安排來看，作者顯然對這個領域有著非常清晰的脈絡梳理，絕不是那種堆砌概念的教科書。我尤其欣賞它在引入新概念時所采用的類比手法，即便是像我這樣並非專業研究人員，也能迅速抓住核心要義。雖然我還沒來得及深入研讀，但僅從其文本的組織邏輯和前言部分對研究背景的界定時，就能感受到其中蘊含的紮實功底。這本書的裝幀質量也相當不錯，紙張的觸感很好，即便是長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。它給人的第一印象是：這是一本能讓人沉下心來，認真對待每一個論點的學術力作，而非浮光掠影的科普讀物。它承諾瞭一次深入的思維旅程，等待著我去探索那些復雜理論背後的精妙設計。

評分☆☆☆☆☆

從這本書的結構邏輯來看，它似乎在遵循一個“由宏觀到微觀，再迴歸應用”的經典敘事路徑。它沒有一開始就陷入枯燥的數學推導，而是先為讀者描繪齣該研究領域在當代科技圖景中的戰略地位和麵臨的主要挑戰。這種宏大的背景設定，極大地激發瞭我的好奇心，讓我明白為什麼要鑽研這些看似艱深的技術細節。隨後，作者逐步深入到核心原理的剖析，我感覺他非常擅長將抽象的概念具象化，通過閤理的類比或曆史沿革的梳理，讓概念的演變過程變得清晰可見。這種循序漸進的教學法，對於建立一個穩固的知識體係至關重要。這本書給我的感覺是，它不僅僅是在教授“如何做”，更重要的是在闡述“為什麼這麼做”，這種對底層邏輯的強調，是區分普通資料和優秀專著的關鍵所在。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版設計，說實話，是近年來我看到的學術書籍中最為舒適的典範之一。很多專業書籍為瞭塞入更多的公式和圖錶，往往犧牲瞭閱讀體驗，版麵顯得擁擠不堪，讓人望而生畏。然而，這本書在留白的處理上拿捏得恰到好處，字體選擇大氣沉穩，重點突齣部分使用瞭不同的字重或色彩區分，使得在需要快速檢索信息時，眼睛能夠迅速定位到關鍵節點。我留意到圖錶的清晰度和規範性也達到瞭極高水準，那些復雜的示意圖不再是模糊不清的綫條堆砌，而是經過精心繪製，即便是第一次接觸相關概念的讀者，也能通過圖示初步理解其工作原理。這種對細節的極緻追求，體現瞭齣版社和作者對知識傳播媒介本身的尊重。它不僅僅是一份知識的載體，更是一件精心製作的閱讀工具，極大地降低瞭跨入這一專業領域的門檻。