[發明專利]一種基于AR模型特征和SVM分類的工作記憶提高實驗方法及裝置

在審

• 申請號: 202210133826.X
• 申請日: 2022-02-14
• 公開（公告）號: CN114521902A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 徐欣;孫嘉雯;王午陽;林茂琨
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: A61B5/369
• 分類號: A61B5/369;A61B5/00;G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明提供一種基于AR模型特征和SVM分類的工作記憶提高實驗方法及裝置，可以判斷不同條件下工作記憶的提高情況。方法包括以下步驟：獲取待檢測條件下的腦電信號；預處理所述腦電信號；將預處理后的腦電信號進行AR模型特征提取，獲得腦電信號特征；將所述腦電信號特征輸入SVM分類器，輸出分類結果；所述分類結果表示該待檢測條件下的工作記憶是否提高。實驗結果表明，將AR模型特征與SVM分類相結合的方法對工作記憶提高與否的判別具有一定的有效性。

技術領域

本發明涉及一種基于AR模型特征和SVM分類的工作記憶提高實驗方法及裝置，屬于技術領域。

背景技術

工作記憶是人類在進行復雜的認知活動(如推理和學習)時暫時儲存信息、處理信息的記憶系統，在日常生活中，人類幾乎所有的語言理解、選擇決策、學習思考等大腦活動都需要工作記憶的幫助。工作記憶如何提高一直是相關學者們研究的重點，但是前人在探究多種要素對工作記憶的影響時，多以行為數據分析、ERP分析、腦網絡分析的方法展開研究和探討。

工作記憶行為數據分析的步驟，一般為實驗人員設計工作記憶實驗范式，讓受試者進行工作記憶實驗，記錄實驗過程中受試者的反應正確率和反應時間，利用統計學知識，對行為數據進行分析。

ERP分析和腦網絡分析都需要先利用腦電圖(EEG)記錄被試者的腦電信號，從而進行下一步分析。腦電圖是由精密電子儀器在頭皮表面采集到的大量大腦神經元細胞的總體電活動，腦電信號相較于其他可以有效反映大腦工作狀態的方法具有無輻射、無創性等優點。相較于行為數據分析而言，利用腦電圖能更加直接地反映出受試者的大腦變化情況。然而ERP分析和腦網絡分析都需要先將采集到的腦電信號進行一系列的處理，再通過人眼進行對比判別。

ERP分析的對象是ERP的各個成分，ERP成分的變化反映的是人腦的認知加工過程。ERP分析步驟一般為先將采集到的原始腦電信號通過疊加平均，再通過統計學方法分析不同條件下各個通道ERP各成分的波峰波谷值、峰谷潛伏期、波峰間期、波面積等。

腦網絡功能分析，分析的是各個通道活動的統計相關性，即節點之間的活動關系。腦網絡功能分析的步驟一般是先通過不同條件下原始腦電信號的相關系數構建腦功能網絡，再進行節點度、介數中心度、聚類系數分析等，而這些分析需要通過觀察節點度、介數中心度、聚類系數等腦電信息圖，分析不同條件下各網絡參數的變化趨勢和差異。

從現有的分析工作記憶的方法來看，這些方法很難完全脫離人眼的判斷分析，不能通過固定的程序判別工作記憶的提高與否。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種基于AR模型特征和SVM分類的工作記憶提高實驗方法及裝置，可以判斷不同條件下工作記憶的提高情況。

為達到上述目的，本發明是采用下述技術方案實現的：

第一方面，本發明提供了一種基于AR模型特征和SVM分類的工作記憶提高實驗方法，包括以下步驟：

獲取待檢測條件下的腦電信號；

預處理所述腦電信號；

將預處理后的腦電信號進行AR模型特征提取，獲得腦電信號特征；

將所述腦電信號特征輸入SVM分類器，輸出分類結果；所述分類結果表示該待檢測條件下的工作記憶是否提高。

進一步的，獲取待檢測條件下的腦電信號的方法包括：

參照各腦區功能，選取被試者的相應腦區電極放置貼片，以采集相應腦區的腦電信號；

使被試者進行工作記憶實驗，記錄待檢測條件下的實驗被試者的腦電信號；

將腦電信號放大和模數轉換，以數字信號的形式存儲在計算機中。