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天津大學(xué)神經(jīng)工程最新科研成果在《Science》刊發(fā)

2014-10-10 天津大學(xué)新聞網(wǎng)

《Science》雜志9月專(zhuān)刊報(bào)道我校神經(jīng)工程研究團(tuán)隊(duì)最新科研成果 本站訊(通訊員 于海霞)日前,國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《Science》雜志于2014年9月出版的最新一期(2014/Vol.345/no.6203/p.1522,  DOI:10.1126/science.345.6203.1522-d)以“Huma...

  原標(biāo)題:《Science》雜志9月專(zhuān)刊報(bào)道我校神經(jīng)工程研究團(tuán)隊(duì)最新科研成果

  本站訊(通訊員 于海霞)日前,國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《Science》雜志于2014年9月出版的最新一期(2014/Vol.345/no.6203/p.1522,  DOI:10.1126/science.345.6203.1522-d)以“Human Performance in Space: Advancing Astronautics Research in China”為題,專(zhuān)輯刊發(fā)了中國(guó)載人航天領(lǐng)域近年來(lái)取得的重大研究突破,天津大學(xué)神經(jīng)工程研究團(tuán)隊(duì)在腦-機(jī)交互技術(shù)方面取得的兩項(xiàng)最新科研成果入選。

  宇宙的神秘一直吸引著人類(lèi)對(duì)其不斷的大膽探索。1992年9月21日,我國(guó)決定實(shí)施載人航天工程,并確定了三步走的發(fā)展戰(zhàn)略。自1999年發(fā)射神舟一號(hào)飛船,到2013年發(fā)射神舟十號(hào)飛船,我國(guó)在載人航天領(lǐng)域取得了舉世公認(rèn)的成績(jī)與進(jìn)步。特別是天宮一號(hào)與神舟八號(hào)和神舟九號(hào)交會(huì)對(duì)接任務(wù)的圓滿(mǎn)成功,標(biāo)志著未來(lái)會(huì)有越來(lái)越多的宇航員將被送入太空從事較為長(zhǎng)期的航天任務(wù)。深刻認(rèn)識(shí)太空環(huán)境對(duì)人體機(jī)能的影響并開(kāi)展可靠的人機(jī)交互研究是保證宇航員維持身體健康和作業(yè)績(jī)效的先決因素,也是人類(lèi)未來(lái)能夠安全踏足火星、木星甚至宇宙深處的必要條件。

  本期《Science》專(zhuān)刊緊緊圍繞中國(guó)科學(xué)家在這方面所做的開(kāi)創(chuàng)性工作,分別從“微重力環(huán)境下的生理參數(shù)與行為能力變化”、“太空環(huán)境下的人機(jī)交互與認(rèn)知表現(xiàn)”以及“人體建模、仿真和行為評(píng)價(jià)”三個(gè)方面呈現(xiàn)了中國(guó)科學(xué)家如何探究太空中的人體機(jī)能變化及其應(yīng)對(duì)措施,對(duì)人類(lèi)未來(lái)的宇宙旅行具有重要的科學(xué)價(jià)值和指導(dǎo)意義?!禨cience》專(zhuān)刊報(bào)道的我校兩項(xiàng)科研成果主要涉及如何高效解碼大腦的意識(shí)指令并用于輔助航天員作業(yè)任務(wù)的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題,其中“Exploring brain-computer interfaces for use in space missions”一文主要介紹了天津大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)所開(kāi)發(fā)的一種新穎的視覺(jué)混合范式腦-機(jī)接口技術(shù)及其對(duì)未來(lái)宇航員執(zhí)行航天任務(wù)的潛在幫助,研究中首次發(fā)現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位(SSVEP)的阻斷效應(yīng),并成功利用這一效應(yīng)解碼并融合了P300與SSVEP兩種不同腦電特征的相同意識(shí)信息,從而顯著的提高了現(xiàn)有腦-機(jī)接口系統(tǒng)的控制正確率與信息傳輸率,為腦-機(jī)接口技術(shù)面向航天人機(jī)交互的實(shí)用化發(fā)展開(kāi)辟了新思路;“Evaluation of EEG oscillation patterns during simple and compound limb motor imagery”一文主要針對(duì)人類(lèi)復(fù)合運(yùn)動(dòng)想象動(dòng)作電位的腦電振蕩模式,相比于簡(jiǎn)單肢體想象動(dòng)作,多肢體參與的復(fù)合肢體想象動(dòng)作能夠激活大腦多個(gè)功能區(qū)的神經(jīng)元振蕩,而且更接近于日常行為,其應(yīng)用將會(huì)使腦-機(jī)接口變得更加靈活可操作,該研究成果首次揭示了人類(lèi)簡(jiǎn)單和復(fù)合肢體想象動(dòng)作下不同的認(rèn)知運(yùn)動(dòng)過(guò)程,并通過(guò)識(shí)別這種差異特征,初步建立起了可用于航天的多模想象動(dòng)作腦-機(jī)接口控制系統(tǒng),為未來(lái)宇航員的大指令集運(yùn)動(dòng)意圖解析提供了重要的理論和實(shí)驗(yàn)支持。

  由明東教授領(lǐng)導(dǎo)的我校神經(jīng)工程研究團(tuán)隊(duì)近年來(lái)在國(guó)家863計(jì)劃、科技支撐計(jì)劃和國(guó)家優(yōu)秀青年科學(xué)基金等項(xiàng)目重點(diǎn)支持下,與中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心緊密合作,雙方確立了戰(zhàn)略合作關(guān)系,共同開(kāi)展了大量航天醫(yī)學(xué)工程方面的科研工作,并在新型腦-機(jī)交互等領(lǐng)域取得了多項(xiàng)技術(shù)突破,相關(guān)成果曾于2013年入選國(guó)際神經(jīng)工程領(lǐng)域影響力最高的Journal of Neural Engineering(JNE)期刊高亮文章;2014年6月,該團(tuán)隊(duì)研制出全球首臺(tái)純意念控制的全肢體人工神經(jīng)康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)“神工一號(hào)”并臨床測(cè)試成功,目前已進(jìn)入樣機(jī)研制階段的“神工二號(hào)”體積更小,便攜可穿戴,它對(duì)大腦狀態(tài)的探測(cè)與分析、肌骨運(yùn)動(dòng)健康的維持和訓(xùn)練等一系列技術(shù)新思路有望應(yīng)用于長(zhǎng)期在軌的航天員,可為我國(guó)載人航天人因工程領(lǐng)域突破和掌握與發(fā)達(dá)國(guó)家交流、競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵核心技術(shù)奠定科學(xué)基礎(chǔ)和積蓄研發(fā)實(shí)力。

  《Science》雜志是美國(guó)最大的科學(xué)團(tuán)體“美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)”——American Association for the Advancement of Science (AAAS)的官方刊物。該雜志連同英國(guó)的《Nature》雜志被譽(yù)為世界上兩大最頂級(jí)綜合類(lèi)雜志,代表了人類(lèi)自然科學(xué)研究的最高水平。

  消息來(lái)源:http://news.tju.edu.cn/student/201410/t20141009_246525.htm

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