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脑电—近红外同步方案


通过结合脑电(EEG)和近红外(NIRS)技术,实现了在神经认知科学研究和运动医学康复中获取高时间和空间分辨率的大脑活动信息。

一、方案背景

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结合脑电(EEG)和近红外(NIRS)设备的同步方案,为针对神经认知科学研究和运动医学康复领域提供了一种综合性的方法。脑电记录大脑皮层的电活动,而近红外则测量大脑组织内血液氧合水平,两者各自反映了大脑的电生理和代谢状态。它们具有不同的空间分辨率和时间分辨率的优势与局限性,因此结合使用能够提供更全面、准确的大脑活动信息。同时,它们具有不同的采样频率和信号处理要求,开发合理有效的同步方案能更好地理解大脑在神经、认知、康复等领域中的功能,并充分利用两种技术的优势进行互补。

二、方案优势

提供全面的信息

各个脑区之间的功能信息和活动信息相结合

补充彼此的局限性

空间特性与时间特性优势互补

灵活自由的排布方式

相互间信号无干扰,支持多种设备自由排布

丰富的应用场景

在神经、认知、康复等领域中应用广泛

无创便携的设备

非侵入式设计,方便实验者操作和应用

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可定制采集帽

特制的双探头夹持器可在同一位置安置光纤探头和电极

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特制的近红外光纤探头和脑电电极

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可定制的EEG-fNIRS采集帽

三、技术方案

1、软件同步解决方案

EventIDE是一款专为心理学和神经科学实验设计的软件平台。其直观的图形用户界面使研究人员能够轻松创建、自定义和控制实验,包括支持多通道的事件同步、实时数据记录、实验脚本编写以及灵活的刺激呈现功能。研究者能够在一个集成的环境中进行复杂的实验,同时记录和分析参与者的行为和生理数据。该平台支持多种刺激呈现、数据采集和实验控制任务,并且具有高度的灵活性,适用于各种实验设计和范式。此外,EventIDE还广泛兼容多种研究设备,包括各种型号的脑电信号采集设备和近红外光谱仪。

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通过EventIDE强大的实验刺激设计功能呈现出不同种符合实验环境需求的实验流程,并将EEG和fNIRS控件插入其中,即可实现在软件层面对脑电数据和血氧数据的同步采集。

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2、硬件同步解决方案

E-Prime是一款专业的心理学实验设计和运行软件,在认知心理学、神经科学、教育心理学等领域的研究实验中广泛应用,旨在为研究人员提供一个直观、强大、易用的工具。其可视化图形用户界面使用户能够通过拖拽和放置方式轻松设计实验流程,而支持多种刺激类型的呈现,包括文本、图像、声音和视频,这使设计复杂实验和控制任务更为容易。内置的数据记录功能可以准确记录被试的行为数据,同时支持与脑电、近红外光等外部设备的集成。

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E-Prime通常与硬件同步打标的需求是通过外部设备来实现的。一个常见的硬件同步打标解决方案涉及到使用并行端口、蓝牙通讯等外部设备。

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四、应用领域

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认知神经科学研究

注意、情感、音乐认知

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实验心理学研究

感知觉、记忆、思维

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医疗康复领域研究

颅内损伤、肿瘤、癫痫

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精神病学领域研究

精神分裂、心理障碍、交流障碍

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运动科学研究

阻抗训练、运动疲劳、运动认知

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脑机接口领域研究

神经反馈、BP神经网络

 
 

关键词:

脑电

便携式近红外脑成像系统

EEG-fNIRS

EventIDE

多模态

E-Prime

脑认知研究

脑机接口


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