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大脑运动皮层发出指令,经过中枢神经系统沿着运动传导通路支配肢体完成肌肉运动;肢体的体感沿感觉传导通路反馈至脊髓、脑干和小脑,在大脑的感觉区与运动区加以综合分析,并调节运动指令,准确完成动作。这种大脑皮层与肌肉收缩之间的功能耦合作用,表明了脑电信号和肌电信号之间具有一定的相干特性。穴位周围存在密集的感觉神经末梢及血管,刺激穴位能否激活与其相连通的可兴奋运动神经元和大脑皮层的特定区域,是目前研究和应用的焦点。本文基于经穴电刺激方式和自主动作模式,采集相应脑电和肌电信号,并进行特征提取与分析,研究大脑皮层和肌肉运动之间的相互作用。具体工作如下:(1)设计经穴电刺激诱发实验范式,搭建实验平台。选取人体的内关和曲池穴,给予不同频率的连续波、断续波、疏密波经穴电刺激。分别对自主动作、经穴电刺激下,进行实验测量,同步采集FC3, C3, CP3, FC4, C4, CP4共6个导联的脑电信号和桡侧腕屈肌的表面肌电信号。(2)采用自适应陷波器和小波阈值去噪算法,对采集到的原始脑电信号和肌电信号进行预处理,去除工频干扰、噪声和伪迹,获得纯净的诱发信号。(3)采用时域、频域和时频域的分析方法,对经穴电刺激诱发的表面肌电信号进行分析。通过与自主动作产生的肌电信号比较得出:经穴电刺激下,表面肌电信号均方根幅度增大,功率谱分布向高频方向移动,肌电信号的平均功率频率和中值频率增大且稳定,能量高且分布均匀,表明刺激穴位可以引起运动神经元兴奋。(4)采用小波熵、样本熵非线性分析方法,研究脑电和肌电信号特征,探讨其在穴位刺激下的复杂度和有序性。结果表明:穴位刺激模式下,脑电信号和肌电信号样本熵、小波熵均发生改变。表明穴位刺激激活了大脑神经中枢和运动神经元,序列的复杂度降低,有序性增强,脑电-肌电信号协同性提高。(5)采用小波相干系数方法,对脑电和肌电信号特征进行时频相干性分析。结果表明:穴位刺激下的脑-肌电相干性主要集中于15-30Hz频段,对应于大脑的β节律,而自主动作下的脑-肌电相干性集中在30-40Hz频段,对应大脑的γ节律;疏密波经穴电刺激方式下,脑电-肌电的小波相干特性最为显著;穴位电刺激诱发的腕部肌肉收缩与对侧大脑运动区相干性最强。本文的研究成果可应用于人工智能、仿生机器人、康复与运动医学以及脑认知科学等领域,为深入地理解肢体肌肉运动与大脑活动间的关系奠定基础,具有科学和应用双重价值。