脑机接口技术研究概述

网络与通信信息技术与信息化

26 2008年第6期

脑机接口技术研究概述

A R ev ie w of

B ra i n-Co mputer Interface T echnology

朱文明* 高 诺**

Z H U W en-m in g GAO N uo

摘 要 脑机接口(B rai n-Co m puter Interf ace,BC I)是在人脑和外界之间建立不依赖于常规大脑信息输出通路(外周神经和肌肉组织)的一种通讯系统。本文概述了基于脑电信号(EEG)的BC I技术的基本原理、研

究方法、类型、研究现状,并分析了目前存在的问题与应用前景。

关键词 脑机接口 脑电信号 人机接口

Abstract Bra i n-Co m puter Inte rface(BC I)is a comm un i cati on syste m in wh i ch messages or comm ands that an i nd i v i dua l sends to the ex terna lwo rl d do no t pass through the brai n s no r m al outpu t path w ays(periphera l nerves and m usc l es).Th is pape r su mm ar ized the basi c pri nc i ple,researchm e t hods,class ifi cati on and status,the proble m s in current stud i es and the d irec tion for future i nvesti gation are ana lyzed.

K ey word s B ra i n-co m pute r i n terface E l ec troencepha l og raph signa l s H u m an-compu ter i nterface

对严重神经或肌肉伤残患者来说 直接用大脑控制装置是不可能的 ,但是近年来随着脑科学、计算机科学、信号处理技术的飞速发展以及残疾患者的需求意识的不断提高,一项被称作脑机接口(B ra i n-Computer Interface,BC I)的技术正在逐步使得人类利用脑信号同计算机或其他装置进行通讯成为可能。脑机接口技术是人脑与计算机或其他电子设备之间建立的直接的交流和控制通道。通过这种通道,人就可以直接通过脑来表达想法或操作其他设备,而不需要通过语言或肢体的动作,是一种全新的通讯和控制方式[1-3]。这对肢体残缺的人来说有着极其重要的

*山东建筑大学现代教育技术中心 济南 250014

**山东建筑大学信息与电气工程学院 济南 250101意义。因此对于脑机接口的研究是近年来康复医学研究的一个热点。脑机接口技术是一门涉及神经学、心理认知科学、康复工程、生物医学工程和计算机科学等多学科的交叉技术。

要想实现脑机接口,有三个必要条件:第一,必须有一种能够可靠反应大脑思维的信号;第二,这种信号能够被实时且快速地收集;第三,这种信号有明确的分类[5,6]。目前可用于脑机接口的人脑信号有:EEG(脑电图)、E M G(脑磁图)和M f R I(功能性核磁共振图像)等。目前大多数BCI研究机构采用的大脑信号是EEG。

1 脑机接口系统的基本结构

BC I系统一般都具有信号采集、信号分析和控制器三个功能

工具去实现,常用的证书管理工具有O pen SSL、EJBCA、O pen C A 或其他商业版本的证书管理系统等。高等学校作为一个独立的实体,可以建立校园范围内的C A中心,管理高等学校内部应用中所需要的证书。参考HEPK I技术活动小组提出的 轻型校园PK I 基础设施框架 (简称PK I-L ite),建立一个既满足高校要求又便于实现的精简的PK I是十分必要的。

10 结论

中间件及核心中间件是在不断演进发展的,要建立高等学校统一的数据中心,核心中间件服务是一件极具挑战性的任务,一般认为在高等学校中部署中间件服务难度大于在企业中部署,需要同时从技术上和策略上着手,也更需要决策者和实施者有远见与耐心。在建立数据中心中间件服务之前,建立一套完整的核心中间件规范是非常重要的,在有明确的规范的指导下,完成建立核心中间件服务的工作会变得比较容易。

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[作者简介] 王会林(1967~),男,汉族,江西崇义人,硕士学位,韩山师范学院数学信息学院高级工程师。

(收稿日期:2008-03-11)