41、利用CNN检测梦境中ECoG记录的运动想象

利用CNN检测梦境中ECoG记录的运动想象

1. 研究背景与目标

在梦境中的大脑活动与清醒状态下的运动执行（ME）和运动想象（MI）存在一定关联。梦境中的大脑活动更类似于清醒状态下的运动执行，而非运动想象。有研究表明，对感觉运动皮层进行经颅直流电刺激（tDCS）可降低快速眼动（REM）睡眠中的梦境运动量，功能磁共振成像（fMRI）研究显示感觉运动皮层在运动执行时被激活，而在运动想象时未被激活。不过，运动执行会受肌肉负重等因素影响，而在静止的梦境中这些因素大多不存在。

本研究是reaDream项目的第一步，旨在开发一个能直接从记录的大脑皮层活动中解码和可视化人类梦境的系统，且解码过程将实时进行，以便根据预测做出决策，例如唤醒做噩梦的用户。为此，我们采用滚动窗口方法裁剪数据片段来模拟实时梦境解码。

2. 材料与方法

2.1 运动数据

• 数据来源 ：MI和ME数据来自人类皮层脑电图数据开放库。所有数据样本来自特定实验，涉及7名受试者，每人有两份数据文件，分别记录运动执行和运动想象任务。
• 数据特征 ：数据通过屏幕上的文字提示进行标记，运动任务包括手指的屈伸和嘴巴开合及舌头的伸缩。每个受试者的通道数为48或64，有一名受试者因通道污染去除两个通道后为46个。提示持续3秒，休息间隔3秒以上，每个任务重复30次。数据采样率为1000Hz，经0.15 - 200Hz带通滤波，存在60、120、180Hz的电源线噪声，数据进行了缩放，1放大器单位等于0.0298µV，未去除癫痫样电活动。电极坐标采用Talairach空间，库中提供了Tala