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姜劲: 作品数：39 被引量：108H指数：6; 供职机构：中国航天员科研训练中心更多>>; 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划中国航天医学工程预先研究项目更多>>; 相关领域：医药卫生自动化与计算机技术机械工程理学更多>>

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多生理信号信息融合技术的情绪识别发展被引量：6: 2021年; 近年来,焦虑、抑郁症的发生率大幅增加,有效识别情绪并对负面情绪进行及时干预和排解显得尤为必要。现阶段情绪识别的研究主要有针对非生理信号和生理信号的识别。其中,生理信号采集的数据更为客观。随着便携式、可穿戴设备的快速发展,基于生理信号的情绪识别显示出广阔的应用前景。由于利用单一生理信号对情绪分类准确率的提升陷入了瓶颈,不少学者开始研究融合多种生理信号进行情绪识别。本文从基于生理信号的情绪识别、信息融合、分类等方面,梳理了近年来多生理信号在情绪识别领域的发展进程和研究现状,并归纳总结了目前存在的主要问题和挑战。; 杨捷鸿焦学军曹勇李启杰楚洪祚黄梦盈姜劲; 关键词：情绪识别脑电特征提取虚拟现实

基于运动想象脑机接口的外骨骼控制系统研究被引量：5: 2020年; 目的为提高人机系统作业绩效,降低操作者的体力、脑力负荷,设计基于运动想象脑机接口的外骨骼控制系统。方法外骨骼控制系统采用舱外航天服上肢作为受力外骨骼,开源脑电采集板卡OpenBCI Cyton Borad充当操作者与外骨骼的控制链接,信号处理与控制软件在笔记本电脑上完成。设计想象左手、想象右手两指令的运动想象脑机接口范式,并招募5名受试者参加实验,对系统有效性进行验证。结果5名受试者同步模式识别正确率为82.5%,选取表现最佳的受试者进行异步模式测试,基于40个刺激的空白数据中检测想象状态识别正确率达到100%,指令输出延时2s左右,想象左、右手识别正确率为70%。结论实验结果验证了设计的外骨骼控制系统的有效性,并可为舱外服外骨骼控制和后续空间遥操作类任务的人机交互方式提供新的思路。; 尹锐曹勇姜劲焦学军莫言张瑞明; 关键词：脑机接口外骨骼支持向量机

基于功能近红外光谱的多生理脑力疲劳检测被引量：16: 2017年; 脑力疲劳会引起人机系统绩效下降甚至引起安全事故,因此实时检测疲劳状态具有重要意义。虽然关于脑力疲劳检测的研究较多,但仍未有统一生理标准。由于疲劳的复杂性,多生理检测法已经成为一种趋势,但是会增大设备复杂度。功能近红外光谱能够通过测量人大脑皮层的血氧活动而间接反映脑认知功能,近红外信号中的心动和呼吸信号属于生理活动的敏感信息,但是常被作为干扰去除,因此造成了信息丢失。为增强近红外的生理信息含量并建立多生理疲劳检测模型,从近红外信号中提取出心动和呼吸作为新的敏感特征,并结合均值斜率等常规特征构建基于支持向量机的脑力疲劳检测模型。研究采用60 min 2-back任务诱导疲劳状态,利用近红外测量了15名被试包括前额(PFC)共计10个通道的脑皮层近红外信号。研究结果证实了提取出的心动和呼吸特征对疲劳敏感,且增大了疲劳识别的准确性(84%→90%)。因此,所建立的模型能够有效地检测脑力疲劳并且降低了多生理脑力疲劳检测设备的复杂度。; 张朕姜劲傅嘉豪曹勇焦学军; 关键词：近红外光谱脑力疲劳心动支持向量机

基于认知训练和经颅直流电刺激组合的认知增强技术综述被引量：5: 2020年; 认知增强(CE)指在未患精神疾病的人群中,基于相关神经生物学的知识,有针对性增强或扩展其认知、情感等能力的技术。认知增强常用方法有经颅直流电刺激(tDCS)和认知训练(CT),tDCS起效快,但有效时间较短;而CT起效时间较长,需要几周的时间进行训练,但有效时间较长。近年来也有研究者开始尝试使用CT与tDCS相结合的方法对认知功能进行调控,本文将从感知能力、注意力、工作记忆、决策能力以及其他认知能力五个方面对此进行梳理和总结。最后展望了该技术的应用前景及所面临的问题和挑战。; 郭娅美李启杰姜劲曹勇冯静达楚洪祚王宏伟(综述)焦学军(审校)

利用功能性近红外光谱法研究大脑皮层血氧情况随任务特征变化规律被引量：12: 2015年; 功能性近红外光谱(f NIRS)成像是一种新兴的光学脑成像技术。已有大量基于f NIRS简单任务脑力负荷评估方面的研究,但当实验任务从单一简单任务变化为复杂综合任务时,相应方法不能直接简单套用。借助于f NIRS技术,通过复杂任务特征分解的思路进行尝试,研究大脑皮层血氧情况随复杂任务各任务特征的变化规律,为f NIRS评估复杂任务脑力负荷等研究提供思路和基础。结果发现:前额叶大脑皮层(PFC)区域的含氧血红蛋白(Hb O)对复杂度、时间压力和有无控制三种任务特征的变化均有较高的激活程度响应;视觉皮层(VC)区域的Hb O对不同时间压力任务特征导致的任务难度变化有较高的激活程度响应,但对不同复杂度和有无控制特征的激活程度响应较低;运动皮层(MC)区域Hb O对有无控制输出特征有较高的激活程度响应,对不同时间压力特征的激活程度响应较弱。; 潘津津焦学军焦典王春慧徐凤刚姜劲张朕曹勇; 关键词：医用光学血氧变化

基于fNIRS的情绪对工作记忆负荷影响规律研究被引量：4: 2017年; 目的研究情绪刺激和任务负荷共同影响下的大脑皮层血氧特性响应规律。方法 20名年轻男性分别进行了负性、中性与积极3种情绪图片刺激下1~3-back认知记忆负荷任务实验,采用功能近红外谱(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)监测参试者脑前额叶皮层(prefrontal cortex,PFC)功能区和左右运动区的含氧血红蛋白(Hb O_2)与脱氧血红蛋白(Hbr)信号均值、斜率及近似熵(approximate entropy,ApEn)3种生理特征指标来描述其脑功能活动。结果随着任务负荷增加,均值表征的脑功能活动强度增强,PFC区域血氧供应和脑功能活动强度变化率降低且趋于稳定。近似熵用于表征的脑功能活动复杂度指标,随着任务负荷增加,中性情绪状态下复杂度降低,而在负性和积极情绪状态下复杂度上升。结论背外侧PFC区域为任务负荷敏感区域脑区;运动区域脑功能活动会受情绪状态影响。近似熵能有效地表征脑区fNIRS信号的复杂度变化,并适合描述情绪状态下大脑皮层功能活动多样性。; 姜劲焦学军潘津津王春慧张朕曹勇杨涵钧; 关键词：近似熵

基于fNIRS技术的脑机接口研究被引量：5: 2017年; 功能性近红外光谱技术(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)作为一种无损光学脑成像技术,可用于构建脑机接口(brain-computer interface,BCI)以识别操作者肢体控制意图.利用fNIRS技术测量11位参试者的手臂伸展、腿部伸展和手指敲击的前额皮层(prefrontal cortex,PFC)和运动功能皮层(motor cortex,MC)的血氧变化信号,并利用fNIRS的生理特征和支持向量机建立fNIRS-BCI分类器.结果表明手臂伸展、手指敲击和腿部伸展的四分类fNIRS-BCI平均正确率分别为89.32%,、88.66%,和91.35%,;fNIRS-BCI的运动想象动作的分类正确率不低于运动执行动作;3种任务范式的混淆矩阵分析结果表明:运动想象诱发的脑功能活动与同侧肢体的运动执行、对侧肢体的运动想象活动产生混淆,3种任务范式的同侧运动想象和运动执行的血氧数据检验结果存在显著差异.因此,fNIRS-BCI能有效识别运动想象和运动执行活动,且运动想象和运动执行活动的血氧数据变化具有可分性.; 焦学军姜劲潘津津王春慧张朕杨涵钧徐凤刚; 关键词：脑机接口

基于经颅直流电刺激的心理旋转能力增强研究被引量：1: 2021年; 经颅直流电刺激(tDCS)是一种非侵入性弱电流脑刺激技术,其主要是根据电极刺激极性不同使神经元的激活阈值不同,从而调节大脑皮层的兴奋性。本文将健康受试者随机分为三组:阳极刺激组、阴极刺激组和伪刺激组,每组5名受试者。然后,记录三组受试者刺激前和刺激后测试心理旋转能力的绩效数据,并采集静息态和任务态脑电数据。最后,通过对比分析三组受试者的行为学数据和脑电数据,探索经过不同极性的电刺激对三维心理旋转能力的影响。研究结果发现,阳极刺激组受试者正确反应时/正确率、正确率绩效水平均高于阴极刺激组和伪刺激组,并且差异有统计学意义(P<0.05);alpha波功率分析,发现心理旋转主要激活脑区有额叶、中央区、顶叶和枕叶;阳极刺激组,alpha波功率在额叶和枕叶发生显著变化(P<0.05)。本文结果表明,阳极刺激组在一定程度上能够提升受试者的心理旋转能力,本文研究结果可以为进一步研究tDCS对心理旋转能力的作用机制提供重要的理论支持。; 郭娅美焦学军姜劲曹勇楚洪祚李启杰; 关键词：心理旋转脑电功率谱

从功能性近红外光谱法的光学信号中提取心动和呼吸特征被引量：7: 2015年; 认知神经科学的快速发展,使得各种生理参数的客观测量得以实现,其中功能性近红外光谱(f NIRS)是一种新兴的脑成像方法,可以检测经过人体皮肤组织的血液动力学指标,包括含氧血红蛋白(Hb O)、脱氧血红蛋白(Hb)和总血红蛋白(t Hb)含量。心电图(ECG)、呼吸波(RSP)则是常用的生理参数检测方法。研究目的是尝试利用f NIRS方法测得心率(HR)和呼吸率(BR)特征,利用时域形态学特征法、频域带通滤波法以及小波分解与重构方法提取心率及呼吸率,并与ECG、RSP真实信号的HR(77.0199)、BR(22.9153)进行对比。结果发现三种方法均可从f NIRS信号中提取出HR信号,其中用频域带通滤波器方法得到的HR为76.8807,偏差最小为-0.1392,利用相同方法提取的BR为21.7039,偏差为-1.2114。基本实现了从f NIRS信号中提取心率和呼吸率的目标。; 潘津津焦学军姜国华焦典姜劲张朕曹勇徐凤刚; 关键词：医用光学血氧变化心率

基于功能性近红外光谱成像的警觉度检测被引量：4: 2018年; 采用功能性近红外光谱成像(fNIRS)研究了警觉度的变化规律。通过10通道fNIRS技术采集了12名受试者前额部位的氧合血红蛋白(HbO)信号、脱氧血红蛋白(Hb)信号,并记录下实验中受试者的行为学数据。结果表明:可以根据主观量表评分和行为学数据将受试者的警觉度标注为3个水平,前30 min为高警觉度水平,中间30min为一般警觉度水平,后30min为低警觉度水平;此外,前额左侧的第2通道以及右侧的第9、7、8、6通道对警觉度变化的敏感度较高;在支持向量机模型下,12名受试者的警觉度三分类正确率为76.9%。本研究验证了fNIRS在警觉度检测上的可行性,并指出了对警觉度变化敏感脑区的位置,为警觉度的实时监测提供了新的思路。; 曹勇焦学军姜劲傅嘉豪潘津津; 关键词：光谱学氧合血红蛋白

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