基于脑电和惯性同步分析的神经动力学耦合研究

运动控制是神经、运动和感觉功能的多方面协调及信息交互作用过程，探究运动系统中运动-生理信息间的关联关系对于理解人体运动控制机制具有重要意义。为此，本文通过对脑电信号（Electroencephalogram， EEG）和惯性信息中的加速度信号（Acceleration， ACC）进行相干分析，探究上肢静息态和任务态时EEG和ACC信号间的因果关系及演变规律。首先，通过对7名受试者的EEG和ACC信号进行预处理，去除信号中的干扰成分；进一步，分别计算在静息态、任务态（动态力、静态力）下的EEG和ACC信号间的相干性结果，并通过显著相干的阈值指标来计算显著性面积进而实现量化分析。结果显示，在动态力下的EEG-ACC相干显著性面积大于静态力下的值，静态力下的显著性面积大于静息态下的值；且分别在左、右侧上肢运动时，EEG的C3、C4通道与ACC间的显著性面积也呈现出在对侧运动脑区显著。研究结果表明，EEG和ACC信号间的同步特征在上肢运动的静息态、任务态（动态力、静态力）下有显著特征，这有助于深入理解神经-运动控制机制，为运动功能评估提供新的定量指标，进而为运动功能障碍疾病的早期诊断提供理论依据。