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2026-10-01 00:00 新加坡 论文发表 基础与方法 原文语言 EN

新加坡理工大学:脑电实时分清同一只手想往左还是往右,准确率58.7%

内容概述 同一只手想象向左还是向右,脑电信号能否分得清?新加坡理工大学研究人员让20名健康受试者用优势手做左右方向的运动想象,即只在脑中设想动作、不实际做,并用深度学习模型实时解码,平均准确率为58.7±8%,研究者称优于现有深度学习模型。难点在于同一只手不同方向对应的神经活动在空间上高度重叠。模型以EEGNet卷积滤波器提取时间与空间特征,先用多人校准数据训练通用版本,再针对每个人微调;其中的挤压激励层还能给各电极的贡献排序,为按个人优化电极布局提供依据。以往同类研究多比较左手与右手,且大多是离线分析。这项研究面向中风康复,但目前只在健康人身上测试。
推荐理由 多数运动想象脑机接口靠区分左右手,这项研究尝试在同一只手上分辨方向,并且是在线测试而非离线回放。但58.7%的平均准确率离二分类的随机水平50%不远,样本是20名健康人,尚未在中风患者身上验证。

新加坡团队用深度学习在线解码单手运动想象方向,平均准确率58.7%
图片来源:Sensors (Basel, Switzerland),CC BY 4.0

脑机百科消息(bciwiki.com),新加坡理工大学研究人员开发出一种深度学习框架,可在线解码同一只手的左右方向运动想象脑电信号,在20名健康受试者中取得58.7±8%的平均解码准确率,研究者称优于现有深度学习模型。该研究发表于2026年10月1日的《Sensors (Basel, Switzerland)》(PMID 42817507,DOI 10.3390/s26185951)。

研究背景是脑卒中康复。半球卒中会损害对侧肢体的运动控制,基于运动想象的脑机接口被认为可促进神经可塑性。论文指出,现有深度学习研究大多针对双侧运动想象(如左手对右手),且多为离线评估;而解码单侧运动想象中的方向信息能提供更自然、自由度更高的控制方式,难点在于相关神经活动在空间上高度重叠。

方法上,模型以EEGNet卷积滤波器提取时间与空间特征,并加入挤压激励(SE)层,对电极重要性和特征图进行排序。研究者先用多名受试者的校准数据训练一个跨受试者通用模型,再针对每名受试者微调,最后用各自的在线测试数据评估性能。

作者认为,SE层给出的电极排序可揭示各电极的贡献,有望用于针对个人优化脑机接口系统。需要注意的是,该研究受试者均为健康人,58.7%的平均准确率所对应的二分类任务随机水平为50%,方法在中风患者中的效果尚待验证。

本文由 BCIwiki 根据公开信息撰写

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