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神经工程学(下册)


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神经工程学(下册)
  • 书号:9787030595997
    作者:明东
  • 外文书名:
  • 装帧:平装
    开本:16
  • 页数:399
    字数:570000
    语种:zh-Hans
  • 出版社:科学出版社
    出版时间:2019-02-01
  • 所属分类:
  • 定价: ¥158.00元
    售价: ¥110.60元
  • 图书介质:
    纸质书

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内容介绍

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  本书内容涵盖神经工程的各个方面,较为全面系统地介绍了这门交叉学科所涉及的重要内容。本书分上、下册,共20章,重点介绍神经工程的应用以及研究方向,如脑-机接口、功能性电刺激、神经成像等的基本理论知识及应用。本书遵循从微观到宏观,从基础到应用,再到未来展望的顺序进行编排。全书的材料来源于各个领域权威的书籍资料以及近年来神经工程学的新知识、新理论、新发展和新概念。适当引入国际神经工程学知识的新进展,并将基础知识与前沿成果有机融合,以适应培养高素质人才的要求。
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    前言
    致谢
    第三部分神经接口与康复
    第9章脑-机接口 3
    9.1脑-机接口概述 3
    9.1.1脑-机接口定义 3
    9.1.2早期脑-机接口 6
    9.1.3脑-机接口分类 9
    9.1.4脑-机接口组成 11
    9.1.5脑-机接口系统性能评价指标 14
    9.2典型的脑-机接口范式 15
    9.2.1基于ERP中P300电位的脑-机接口 16
    9.2.2基于SMR的脑-机接口 21
    9.2.3基于SSVEP的脑-机接口 24
    9.2.4基于SCP的脑-机接口 27
    9.2.5其他脑-机接口范式 28
    9.3脑-机接口应用及发展现状 32
    9.3.1国内外脑-机接口大赛 32
    9.3.2脑-机接口应用领域 33
    9.3.3脑-机接口应用的发展现状 37
    9.4脑-机接口未来的发展趋势 41
    9.4.1脑-机接口传感器系统开发 42
    9.4.2脑-机接口信息编解码技术发展 44
    9.4.3新型脑-机接口范式设计 45
    9.4.4脑-机接口发展的未来 47
    9.5本章小结 48
    思考题 48
    参考文献 48
    第10章植入神经接口与微系统 51
    10.1概述 51
    10.2硬件系统构成 52
    10.2.1植入式高密度神经信号采集 53
    10.2.2信号处理 54
    10.2.3外界通信 54
    10.2.4设备供能 55
    10.2.5系统封装 55
    10.3神经信号解码与反馈 56
    10.3.1神经信息的编解码 56
    10.3.2神经元集群信息分析方法 57
    10.3.3感觉信息再生 58
    10.4植入式神经接口系统的应用范例 59
    10.4.1植入式感觉神经假体 59
    10.4.2植入式微电子神经桥 62
    10.4.3神经控制假肢 64
    10.5本章小结 73
    思考题 74
    参考文献 74
    第11章神经肌骨动力学 77
    11.1神经肌骨动力学概述 77
    11.1.1神经肌骨动力学定义 77
    11.1.2研究内容、发展和分类 77
    11.1.3研究方法——神经肌骨模型 78
    11.1.4常用设备介绍 79
    11.2步态分析 80
    11.2.1步态分析简介及发展 80
    11.2.2基本步态特征表征 81
    11.2.3步态分析方法 83
    11.2.4步态分析在临床中的应用 84
    11.2.5步态识别 85
    11.3肌骨系统中的神经控制信号——肌电信号 86
    11.3.1运动控制原理 86
    11.3.2肌电与肌肉收缩力 87
    11.3.3肌电与肌肉疲劳 88
    11.3.4肌电与脑电的相干性 93
    11.4肌骨动力学模型 94
    11.4.1正向动力学模型——肌电协助的肌骨模型 94
    11.4.2反向动力学模型——基于静态优化的肌骨模型 96
    11.4.3实验方法 99
    11.5神经肌骨动力学的应用 99
    11.5.1机械外骨骼 100
    11.5.2骨关节炎 100
    11.5.3前十字韧带损伤 101
    11.5.4脑卒中 102
    11.6面临挑战与发展趋势 102
    11.7本章小结 103
    思考题 103
    参考文献 104
    第四部分神经刺激与调控
    第12章功能性电刺激 109
    12.1功能性电刺激概述 109
    12.2FES的分类 110
    12.2.1FES的功能重建作用 110
    12.2.2FES的功能替代作用 112
    12.2.3植入式和非植入式FES 112
    12.3FES作用机理 113
    12.3.1FES的工作原理 113
    12.3.2肌肉的募集特性 114
    12.4FES的系统构成 116
    12.4.1FES 系统结构 116
    12.4.2电极特性与电极-组织接口 117
    12.4.3FES 刺激参数 118
    12.4.4反馈控制算法 120
    12.5功能性电刺激的应用与发展 122
    12.5.1肢体功能性电刺激 122
    12.5.2心脏起搏器 124
    12.5.3干扰电治疗 129
    12.6本章小结 132
    思考题 133
    参考文献 133
    第13章电磁神经调控 135
    13.1经颅电刺激 135
    13.1.1经颅电刺激简介 135
    13.1.2经颅直流电刺激的应用 137
    13.1.3经颅交流电刺激的应用 140
    13.2经颇磁刺激 141
    13.2.1经颅磁刺激技术发展历史 141
    13.2.2经颅磁刺激技术作用机制 142
    13.2.3经颅磁刺激器系统 142
    13.2.4经颅磁刺激与其他神经成像手段联用 148
    13.3经颇磁刺激技术研究与应用 150
    13.3.1经颅磁刺激与脑可塑性研究 150
    13.3.2经颅磁刺激与脑功能定位 152
    13.3.3经颅磁刺激与肌体运动康复 153
    13.3.4经颅磁刺激用于神经性疾病治疗 156
    13.4深部脑刺激 158
    13.4.1深部脑刺激研究现状 159
    13.4.2深部脑刺激研究内容 160
    13.4.3深部脑刺激应用 161
    13.5本章小结 162
    思考题 163
    参考文献 163
    第14章光遗传学 165
    14.1概述 165
    14.1.1光遗传学简介 165
    14.1.2光遗传学诞生和发展简史 166
    14.2光遗传学基本原理 167
    14.2.1光敏感蛋白 167
    14.2.2视蛋白靶技术 169
    14.2.3光传输技术 172
    14.2.4输出信号检测 176
    14.3光遗传学的应用 180
    14.3.1焦虑障碍与恐惧的神经环路研究 181
    14.3.2药物成瘾的神经环路 182
    14.3.3抑郁的神经环路研究 183
    14.3.4自闭症和精神分裂症的神经环路研究 184
    14.3.5学习记忆研究 184
    14.3.6睡眠-觉醒节律的研究 185
    14.3.7在其他细胞生物学领域的应用 186
    14.4光遗传学展望 186
    14.4.1促进神经工程发展 186
    14.4.2光敏感蛋白的优化和扩充 187
    14.4.3反向工程 188
    14.4.4时空维度上分子回路的研究 188
    14.4.5光遗传学的竞争者 188
    14.5本章小结 190
    思考题 190
    参考文献 190
    第15章经烦超声刺激 192
    15.1经颇超声刺激的发展 192
    15.2超声波原理 193
    15.2.1超声波的传播及声强 193
    15.2.2边界声阻抗 194
    15.2.3超声波换能器 195
    15.2.4超声聚焦及分辨率 196
    15.2.5超声物理效应 197
    15.3神经调控 199
    15.3.1动物神经调控 199
    15.3.2人类神经调控 203
    15.4面临的挑战及未来方向 205
    15.5本章小结 206
    思考题 206
    参考文献 207
    第五部分神经模拟与仿生
    第16章神经假体 211
    16.1感觉神经假体 211
    16.1.1视觉神经假体 211
    16.1.2听觉神经假体 221
    16.1.3触觉神经假体 232
    16.2运动神经假体 239
    16.2.1概述 239
    16.2.2仿生神经肌肉接口 242
    16.2.3基于功能性电刺激的运动神经假体 245
    16.3中枢神经假体 248
    16.3.1概述 248
    16.3.2记忆假体工作原理与结构组成 250
    16.3.3记忆假体的挑战与展望 253
    16.4本章小结 253
    思考题 254
    参考文献 254
    第17章人工神经网络 256
    17.1人工神经网络基础 256
    17.1.1人工神经网络概述 256
    17.1.2人工神经网络发展 259
    17.1.3人工神经网络基本模型与组成要素 262
    17.1.4人工神经网络的应用 266
    17.2常见人工神经网络模型 268
    17.2.1BP神经网络 268
    17.2.2Hopfield反馈神经网络 270
    17.2.3径向基函数神经网络 273
    17.2.4自组织特征映射神经网络 275
    17.2.5对偶传播神经网络 278
    17.2.6自适应谐振理论 282
    17.2.7量子神经网络简介 284
    17.3深度学习简介 290
    17.3.1深度神经网络简介 291
    17.3.2监督学习方向 291
    17.3.3非监督学习方向 293
    17.3.4强化学习方向 294
    17.3.5深度学习的应用 295
    17.4本章小结 298
    17.5思考题 299
    参考文献 299
    第18章神经仿生学与智能机器人 302
    18.1神经仿生学 302
    18.1.1仿生学概述 302
    18.1.2神经仿生学的兴起和发展 303
    18.2神经仿生学在智能机器人领域的应用 308
    18.2.1智能机器人 308
    18.2.2神经机器人 309
    18.2.3类脑智能前沿热点与研究现状 316
    18.3类脑智能的未来 328
    18.4本章小结 329
    思考题 330
    参考文献 330
    第六部分神经再生与修复
    第19章神经再生与修复 335
    19.1概述 335
    19.2周围神经再生与修复 335
    19.2.1生物可降解人工神经移植物 336
    19.2.2组织工程神经 339
    19.2.3周围神经损伤 344
    19.3中枢神经再生与修复 346
    19.3.1神经组织移植 346
    19.3.2细胞移植 347
    19.3.3分子治疗 348
    19.3.4组织工程修复 348
    19.3.5常见中枢神经损伤 349
    19.4神经再生与修复展望 361
    19.5本章小结 362
    思考题 362
    参考文献 362
    第七部分神紅程齡財及新应用
    第20章神经工程前沿技术及新应用 367
    20.1神经成像新技术应用 367
    20.1.1功能磁共振成像 367
    20.1.2脑功能成像新技术 374
    20.1.3神经成像技术革新 378
    20.2神经接口新技术应用 380
    20.2.1神经接口促进疾病康复 380
    20.2.2神经接口改善人类生活 384
    20.2.3构建“大脑网络”实现群体协同脑-机交互 388
    20.3神经工程新应用之神经刺激与调控 390
    20.3.1刺激调控与疾病 390
    20.3.2刺激调控与记忆 392
    20.3.3刺激调控与社会生活 393
    20.3.4刺激调控与军事 394
    20.4类脑研究与人工智能 395
    20.4.1大数据时代下的神经工程学 395
    20.4.2神经工程学与类脑研究 396
    20.5本章小结 396
    思考题 397
    参考文献 398
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