心算任务对ERP信号特征影响及脑功能网络研究

"本文主要研究了心理算术负荷对事件相关电位（ERP）功能的影响，探讨了不同心算任务如何改变ERP的波形特征，并通过频域上的格兰杰因果关系分析方法来研究任务对脑功能网络连接的影响。文章旨在为基于ERP特征信号的脑机接口设计提供理论基础和技术支持。" 文章详细介绍了事件相关电位（ERP）作为神经科学研究中的关键认知电位，以及其在脑机接口中的应用。ERP是在特定心理任务出现时，大脑特定区域产生的电位变化，反映了大脑认知过程中的神经电生理反应。在心理学、生理学、认知科学等领域，ERP是研究大脑功能的重要工具。 实验设计了三种不同程度的心算任务，目的是观察这些任务如何影响ERP的时域波形特征。通常，ERP的时域分析主要关注波形的峰值、谷值和上升/下降时间等。然而，这种方法可能无法全面揭示ERP的所有特征。因此，研究者采用了格兰杰因果关系分析方法，这是一种在频域中分析信号间因果关系的技术，用于研究心算任务如何改变大脑的功能网络连接。 文章指出，心算任务所引发的心理负荷可以显著改变ERP的特征，这可能体现在ERP波形的变化以及大脑区域间的互动模式上。通过对不同心算任务的ERP特征进行比较，可以更深入地理解认知过程中的大脑动态变化。这种理解对于构建更有效的脑机接口新范式至关重要，因为ERP特征信号是BCI系统中识别用户意图的关键。 此外，文章提到了该研究受到国家自然科学基金和天津市自然科学基金的资助，显示了这一领域的研究具有较高的学术价值和实际应用潜力。第一作者张娟和通信作者王索刚都在生物医学工程领域有深厚的背景，他们的研究有助于推动神经工程、人工智能和脑机接口技术的发展。 这篇研究论文深入探讨了心理算术负荷对ERP的影响，为理解大脑认知过程提供了新的视角，并为开发更精确的脑机接口系统提供了理论依据和技术支持。通过ERP和格兰杰因果关系分析的结合，研究者有望揭示大脑在执行复杂任务时的精细工作机制，进一步推动相关领域研究的进步。