| 基于脑机接口和虚拟现实游戏的空间认知训练实验系统与验证 |
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| 引用本文： | 文冬,凡亚李,王少昌,万象隆,孟兆磊.基于脑机接口和虚拟现实游戏的空间认知训练实验系统与验证[J].实验技术与管理,2024(2):162-171. |
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| 作者姓名： | 文冬 凡亚李 王少昌 万象隆 孟兆磊 |
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| 作者单位： | 1. 北京科技大学智能科学与技术学院;2. 燕山大学信息科学与工程学院;3. 北京科技大学资产管理处 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目（62276022、62206014）； |
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| 摘 要： | 空间认知能力被认为是人类正常生活所必备的重要能力，适当的训练可以帮助认知功能受损的老年人提高空间认知能力。该研究旨在探讨如何借助虚拟社区公寓游戏、脑机接口（BCI）和虚拟现实（VR）技术来提升认知障碍老年人的空间认知能力。研究方法包括基于空间认知理论、使用VR头戴设备HTC VIVE Focus的虚拟社区公寓游戏设计，以及对脑电信号进行功率谱密度特征提取和支持向量机（SVM）分类分析。在行为数据分析结果中，随着实验者训练次数的增加，完成任务所需的时间明显减少。整个训练周期中，完成任务的时间成本总体呈下降趋势，同时任务准确性逐渐提高。从而表明受试者经过训练后的认知能力得到有效提升。利用功率谱密度提取脑电信号特征，并采用SVM和极线学习机（ELM）进行信号分类，发现在Alpha2频段，SVM的平均分类准确率逐步上升，这为游戏对空间认知有积极影响的观点提供了明确支持，受试者通过游戏训练显著改善了空间记忆和其他认知能力。研究结论表明，基于空间认知理论的VR训练游戏对提高老年人的空间认知能力具有显著效果。该系统结合科学理论和VR技术为认知障碍康复与个性化训练开辟了新途径，预期将提升老年人生活质量...
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| 关 键 词： | 空间认知训练实验系统 虚拟现实 脑机接口 |
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