[发明专利]量化脑机接口控制动机的分析方法

说明书

本发明公开了量化脑机接口控制动机的分析方法，涉及脑机接口技术领域，其技术方案要点是：对左侧M1脑区已注射有实验病毒且病毒表达后的动物进行初始意念控制训练；采用光纤光度测量系统实时监测M1神经元的钙离子信号，并依据钙离子信号确定初始意念控制训练的成功率；初始意念控制训练的成功率处于稳定状态后，在至少一个维度上依据指数方程调控解码器规则的变量后进行最终意念控制训练；选取最后一次最终意念控制训练成功所对应的解码器规则的变量值作为脑机接口控制动机的量化结果。利用M1神经元的活性，而非动物的行为，并结合行为学动机检测的理论基础，建立了利用神经元活性量化分析脑机接口动机的方法。

技术领域

本发明涉及脑机接口技术领域，更具体地说，它涉及量化脑机接口控制动机的分析方法。

背景技术

脑机接口(Brain-machine interfaces，BMI)是大脑与外部设备之间直接信息交换的人工过程。动机是我们与世界和彼此互动的基本元素。所有动物都有获得基本需求的动机，包括食物、水、性和社会交往等。满足这些需求是生存的必要条件，但在任何情况下，目标都必须在适当的数量和适当的时间得到满足。因此，动机驱动必须是内部状态和外部环境条件共同作用的结果。对于脑机接口的控制，动机也发挥重要作用，但到目前为止，还没有对于脑机接口的动机进行量化分析的方法。因此，如何研究设计量化脑机接口控制动机的分析方法是我们目前急需解决的问题。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明的目的是提供量化脑机接口控制动机的分析方法，本发明利用前期建立的脑机接口的方法，利用M1神经元的活性，而非动物的行为，并结合行为学动机检测的理论基础，建立了利用神经元活性量化分析脑机接口动机的方法。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：量化脑机接口控制动机的分析方法，包括以下步骤：

S1：对左侧M1脑区已注射有实验病毒且病毒表达后的动物进行初始意念控制训练；

S2：采用光纤光度测量系统实时监测M1神经元的钙离子信号，并依据钙离子信号确定初始意念控制训练的成功率；

S3：初始意念控制训练的成功率处于稳定状态后，在至少一个维度上依据指数方程调控解码器规则的变量后进行最终意念控制训练；

S4：选取最后一次最终意念控制训练成功所对应的解码器规则的变量值作为脑机接口控制动机的量化结果。

优选的，所述解码器规则的变量为预设次数，初始意念控制训练过程中超过阈值的实际次数大于或等于预设次数时，判定初始意念控制训练为成功。

优选的，所述解码器规则的变量为预设维持时间，初始意念控制训练过程中达到阈值后的实际维持时间大于或等于预设维持时间时，判定初始意念控制训练为成功。

优选的，所述解码器规则的变量为预设次数和预设维持时间两个维度；

初始意念控制训练过程中超过阈值的实际次数大于或等于预设次数时，判定初始意念控制训练在第一维度上为成功；

初始意念控制训练过程中达到阈值后的实际维持时间大于或等于预设维持时间时，判定初始意念控制训练在第二维度上为成功：

当第二维度上最后一次成功的实际维持时间大于标准维持时间时，以第二维度分析得到的量化结果作为最终的量化结果；反之，则以第一维度分析得到的量化结果作为最终的量化结果；

根据同一动物在第一维度和第二维度上的映射关系可将两个维度上的量化结果转换成任意一个维度上的量化结果。

优选的，所述解码器规则的变量为预设次数时的指数方程具体为：

其中，TCE表示预设次数，向上或向下取整；t表示实验数。