基于镜像神经元理论的便携式MI-VR BCI康复系统设计

作者：胡景钊; 刘阳; 贾巧妹; 马媛; 王晨; 郑佳宾; 冯筠^*

来源：西北大学学报（自然科学版）, 2021, 51(04): 567-576.

DOI：10.16152/j.cnki.xdxbzr.2021-04-007

• 运动康复系统
• 轻量便携
• 虚拟现实
• 脑机接口
• 镜像神经元

镜像神经元是一类个体在执行或观察特定动作时均会兴奋的特殊神经元,其在运动想象与学习、动作模仿与理解等重要神经生理学过程中起着关键作用。众多研究表明,运动观察和运动想象均可以通过激活镜像神经元来促进运动障碍患者康复。基于该原理的运动康复系统逐渐受到学者和业界的关注,但已有系统往往存在复杂不便携、造价昂贵、难以精确感知患者运动想象程度或运动观察沉浸度不高的问题。为此,该文选用廉价和便携的设备设计了一套运动康复系统:首先,由患者想象患肢运动;然后,采用基于脑电(EEG)的脑机接口(BCI)技术检测患者运动想象程度;最后,通过虚拟现实(VR)技术高沉浸地展示患肢运动,供患者观察。该系统会在检测到患者正确想象患肢运动后才在VR场景中展示对应侧患肢运动,能帮助患者更好地想象和观察患肢运动、多次激活镜像神经元,最终达到运动康复的效果。通过在实验室模拟场景对正常人进行实验,验证了该系统的可行性。