脑机接口概述专题培训课件
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脑机接口ppt课件
小说创作
通过脑机接口技术，作家可以直接将思想转化为文字，提高创作的效 率和质量。
06
脑机接口的未来展望与挑战
技术发展与挑战
技术发展
脑机接口技术不断发展，未来有望实 现更加高效、可靠、便携的脑机接口 设备，为医疗、娱乐、通信等领域带 来更多应用场景。
挑战
脑机接口技术仍面临一些挑战，如信 号采集、数据处理、解码算法等方面 的技术瓶颈，需要不断改进和创新。
02
脑机接口技术
脑电信号采集技术
非侵入式采集
通过贴附在头皮表面的电极采集 脑电信号，具有无创、操作简便
等优势。
侵入式采集
通过将电极植入颅骨采集脑电信号 ，适用于对精度要求高的应用场景 。
信号噪声消除
采用滤波器、信号平均等方法消除 环境噪声和干扰。
脑电信号处理技术
信号放大
将采集到的微弱脑电信号进行放 大，便于后续处理。
游戏产业
玩家互动
通过脑机接口技术，玩家可以直接通过思考来与游戏互动，提高 游戏的沉浸感和参与度。
个性化游戏体验
脑机接口可以读取玩家的脑电波和情绪状态，为玩家提供更加个性 化的游戏体验。
虚拟现实融合
脑机接口技术可以与虚拟现实技术结合，打造更加真实的游戏体验 。
影视产业
沉浸式电影体验
通过脑机接口技术，观众可以直接通过思考来与电影互动，提高 电影的沉浸感和参与度。
航空应用
用于飞行员或宇航员的操 控界面，提高任务执行效 率和安全性。
脑机接口的发展历程
第一阶段
以侵入式脑机接口为主， 主要应用于医学研究，如 帮助残障人士实现基本生 活自理。
第二阶段
非侵入式脑机接口逐渐兴 起，开始应用于医学治疗 和娱乐领域。
通过脑机接口技术，作家可以直接将思想转化为文字，提高创作的效 率和质量。
06
脑机接口的未来展望与挑战
技术发展与挑战
技术发展
脑机接口技术不断发展，未来有望实 现更加高效、可靠、便携的脑机接口 设备，为医疗、娱乐、通信等领域带 来更多应用场景。
挑战
脑机接口技术仍面临一些挑战，如信 号采集、数据处理、解码算法等方面 的技术瓶颈，需要不断改进和创新。
02
脑机接口技术
脑电信号采集技术
非侵入式采集
通过贴附在头皮表面的电极采集 脑电信号，具有无创、操作简便
等优势。
侵入式采集
通过将电极植入颅骨采集脑电信号 ，适用于对精度要求高的应用场景 。
信号噪声消除
采用滤波器、信号平均等方法消除 环境噪声和干扰。
脑电信号处理技术
信号放大
将采集到的微弱脑电信号进行放 大，便于后续处理。
游戏产业
玩家互动
通过脑机接口技术，玩家可以直接通过思考来与游戏互动，提高 游戏的沉浸感和参与度。
个性化游戏体验
脑机接口可以读取玩家的脑电波和情绪状态，为玩家提供更加个性 化的游戏体验。
虚拟现实融合
脑机接口技术可以与虚拟现实技术结合，打造更加真实的游戏体验 。
影视产业
沉浸式电影体验
通过脑机接口技术，观众可以直接通过思考来与电影互动，提高 电影的沉浸感和参与度。
航空应用
用于飞行员或宇航员的操 控界面，提高任务执行效 率和安全性。
脑机接口的发展历程
第一阶段
以侵入式脑机接口为主， 主要应用于医学研究，如 帮助残障人士实现基本生 活自理。
第二阶段
非侵入式脑机接口逐渐兴 起，开始应用于医学治疗 和娱乐领域。
脑机接口的入门介绍
1
2. 在信号采集过程中，需要确保设备的稳定性和准确性，避免因为 设备的误差导致对大脑信号的误读。
2
3. 信号处理是脑机接口技术的另一个重要环节，它包括信号的预处
3
理、特征提取和模式识别等步骤，目的是将原始的大脑信号转化为可 以被计算机理解和处理的信息。
2. 安全性与隐私保护
1. 脑机接口在采 集和处理大脑信号 时，需要确保数据
现更广泛的普及，为人们的生活带来更多便利和创新。
2 1
2. 目前脑机接口技术的普及程度较低，主要受限于技术复杂 性和成本问题，难以在大众市场广泛应用。
1. 脑机接口技术的研发成本高昂，需要大量的资金投入用于 设备购置、实验研究以及人才引进。
四、脑机接口的发展 趋势
1. 技术创新与突破
1. 随着科技的不断发展，脑机接口技术也在不断创新和突破， 例如通过深度学习等人工智能技术提高信号采集和处理的效率。
脑机接口的入门介绍
目录 CONTENTS
01
一、脑机接口的基本原理
02
二、脑机接口的应用领域
03
三、脑机接口的技术挑战
04
四、脑机接口的发展趋势
一、脑机接口的基本 原理
1. 定义和功能
02
01
1. 脑机接口是一种能够 直接连接大脑和外部设备 的技术，其功能主要是将 人脑的电信号转化为控制 信号，实现对外部设备的 直接控制。
2. 虚拟现实
1. 虚拟现实技术正在快速 发展，为游戏、电影等娱乐 产业带来了全新的体验方式 。
2. 虚拟现实在医疗、教 育等领域的应用也日益广 泛，如手术模拟、远程教 学等。
3. 虚拟现实设备的普及率 正在逐年提高，预计未来将 有更多的消费者能够接触和 使用这项技术。
2. 在信号采集过程中，需要确保设备的稳定性和准确性，避免因为 设备的误差导致对大脑信号的误读。
2
3. 信号处理是脑机接口技术的另一个重要环节，它包括信号的预处
3
理、特征提取和模式识别等步骤，目的是将原始的大脑信号转化为可 以被计算机理解和处理的信息。
2. 安全性与隐私保护
1. 脑机接口在采 集和处理大脑信号 时，需要确保数据
现更广泛的普及，为人们的生活带来更多便利和创新。
2 1
2. 目前脑机接口技术的普及程度较低，主要受限于技术复杂 性和成本问题，难以在大众市场广泛应用。
1. 脑机接口技术的研发成本高昂，需要大量的资金投入用于 设备购置、实验研究以及人才引进。
四、脑机接口的发展 趋势
1. 技术创新与突破
1. 随着科技的不断发展，脑机接口技术也在不断创新和突破， 例如通过深度学习等人工智能技术提高信号采集和处理的效率。
脑机接口的入门介绍
目录 CONTENTS
01
一、脑机接口的基本原理
02
二、脑机接口的应用领域
03
三、脑机接口的技术挑战
04
四、脑机接口的发展趋势
一、脑机接口的基本 原理
1. 定义和功能
02
01
1. 脑机接口是一种能够 直接连接大脑和外部设备 的技术，其功能主要是将 人脑的电信号转化为控制 信号，实现对外部设备的 直接控制。
2. 虚拟现实
1. 虚拟现实技术正在快速 发展，为游戏、电影等娱乐 产业带来了全新的体验方式 。
2. 虚拟现实在医疗、教 育等领域的应用也日益广 泛，如手术模拟、远程教 学等。
3. 虚拟现实设备的普及率 正在逐年提高，预计未来将 有更多的消费者能够接触和 使用这项技术。
脑机接口ppt课件
Translation algorithm :
feature => command
6
脑机接口
Applications
For disabled people
Communications Control Neural protheses Neural rehabilitation
For ordinary people
脑机接口
Brain-Computer Interface
Reporter: Number:
1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ机接口
CONTENTS
Introduction Theory Applications Future Work
2
脑机接口
INTRODUCTION
what is BCI ?
A brain–computer interface (BCI), often called a mindmachine interface (MMI), or sometimes called a brain– machine interface (BMI), is a direct communication pathway between the brain and an external device.
Control in special environment BCI game Lie detection based on EEG/fMRI
7
脑机接口
Future Work
Improving physical methods for gathering EEGs Improving generalization Improving knowledge of how to interpret waves
feature => command
6
脑机接口
Applications
For disabled people
Communications Control Neural protheses Neural rehabilitation
For ordinary people
脑机接口
Brain-Computer Interface
Reporter: Number:
1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ机接口
CONTENTS
Introduction Theory Applications Future Work
2
脑机接口
INTRODUCTION
what is BCI ?
A brain–computer interface (BCI), often called a mindmachine interface (MMI), or sometimes called a brain– machine interface (BMI), is a direct communication pathway between the brain and an external device.
Control in special environment BCI game Lie detection based on EEG/fMRI
7
脑机接口
Future Work
Improving physical methods for gathering EEGs Improving generalization Improving knowledge of how to interpret waves
脑机接口简介演示
脑控智能家居系统展示
家居设备控制
通过脑机接口，用户可以用意念控制家中的照明、空调、窗帘等设备，实现智能家居的便捷和个性化 控制。
安全监控
脑机接口还可应用于家居安全监控，当用户处于危险或紧急状态时，系统能够实时检测并触发报警， 通知家人或相关部门采取救援措施。ຫໍສະໝຸດ THANKS感谢观看
侵入性技术。这种电活动是由大脑神经元之间的同步放电产生的。
02 03
电极放置
在EEG测量中，多个电极被放置在头皮的特定位置，以便捕获来自大脑 不同区域的电信号。这些电极能够记录微小的电位变化，并将其转换为 可分析的数据。
时间分辨率
EEG具有较高的时间分辨率，能够捕捉到毫秒级的脑电活动变化，适用 于研究大脑的动态过程。
家居控制
脑机接口技术可用于智能家居领域，用户可以通过脑电信号控制家电设备的开 关、模式等，实现家居环境的个性化调整。
机器人控制
利用脑机接口技术，用户可以直接通过脑电信号控制机器人的运动、操作等， 使得机器人更加智能化、人性化。这将极大地方便人们的生活和工作。
04
脑机接口的挑战与前景
技术挑战
解码算法与模型
脑机接口在虚拟现实中的应用
沉浸式体验
脑机接口可用于捕捉用户在虚拟现实中的意图，通过实时解析大脑信号，实现更 加自然和沉浸式的交互体验，如用意念控制虚拟角色的动作、方向等。
康复训练
在虚拟现实中，脑机接口可用于监测和分析用户在康复训练过程中的大脑活动， 为康复师提供客观、准确的评估指标，从而制定更加个性化的康复方案。
基于脑机接口的残疾人辅助设备
肢体运动辅助设备
利用脑机接口技术，识别残疾人的意念信号，转化为肢体运 动指令，从而驱动外骨骼或机器人执行相应动作，辅助残疾 人完成行走、抓握等日常任务。
脑机接口1ppt课件
Control in special environment BCI game Lie detection based on EEG/fMRI
7
Foving physical methods for gathering EEGs
Improving generalization
fig1. electroencephalogram
4
theory
完整版课件
fig2.the structure of BCI system
5
完整版课件
Signal Acquisition:
to measure EEG from scalp (non-invasive) or brain surface (invasive); Signal recording, amplification, digitization;
3
完整版课件
EEG . An electroencephalogram is a measure of
the brain's voltage fluctuations as detected from scalp electrodes. It is an approximation of the cumulative electrical activity of neurons.
Improving knowledge of how to interpret waves (not just the “new phrenology”)
8
完整版课件
Thank you for your attention
9
感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
7
Foving physical methods for gathering EEGs
Improving generalization
fig1. electroencephalogram
4
theory
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fig2.the structure of BCI system
5
完整版课件
Signal Acquisition:
to measure EEG from scalp (non-invasive) or brain surface (invasive); Signal recording, amplification, digitization;
3
完整版课件
EEG . An electroencephalogram is a measure of
the brain's voltage fluctuations as detected from scalp electrodes. It is an approximation of the cumulative electrical activity of neurons.
Improving knowledge of how to interpret waves (not just the “new phrenology”)
8
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Thank you for your attention
9
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《脑机接口概述》ppt课件
• 视觉器官遭到光或图形刺激后，在大脑特定部位所记录的 EEG 电位变化，称之为视觉诱发电位〔VEP〕。
• 皮层慢电位〔Slow Cortical Potential, SCP〕是皮层电 位的变化，继续时间为几百毫秒到几秒，频率为 0.1 Hz 到 2 Hz。
频率分类
δ 波：频率为 0.5~3Hz，波幅为 20~200μV，表示大脑处于无 梦深睡形状，是婴儿大脑的根本波形，在生理性慢波睡眠形 状和病理性昏迷形状也会见到
40Hz 的节律在人精神高度集中式出现，普通以为与人的 智力活动有关。
特征提取
• 时域分析方法 • 频域分析方法 • 时频分析法 • 基于非线性和混沌实际的分析方法 • 空间滤波方法 • 基于模型的方法
举例
基于时频分析的左右手运动想象频带能量特征差脑地形图法
举例
• 基于样本熵的左右手运动想象复杂度特征差脑地形图法
脑机接口
brain computer interface
定义
• 在人或动物脑〔或者脑细胞的培育物〕与外部设备间创建 的直接衔接通路。
无创 部分侵入式 侵入式
信号采集
大脑分区
大脑分区
脑电产生
• 事件相关电位〔Event Related Potential, ERP〕是一种 特殊的脑诱发电位，经过有意地赋予刺激仪特殊的心思意 义，利用多个或多样的刺激所引起的脑电位。
举例
举例
举例
Thank 左右手运动想象特征差脑地形图法
方式分类
• 常用的统计方式分类方法有贝叶斯分类器、决策树分类器、 线性/非线性判别分析函数、近邻法分类、最小间隔分类、 聚类分析、支撑向量机等
• 基于人工神经网络的方式分类。它是模拟人脑神经网络的 构造和某些任务机制而建立的一种非线性预测模型，经过 学习进展方式识别，任务机理是经过学习改动神经之间的 衔接强度。
• 皮层慢电位〔Slow Cortical Potential, SCP〕是皮层电 位的变化，继续时间为几百毫秒到几秒，频率为 0.1 Hz 到 2 Hz。
频率分类
δ 波：频率为 0.5~3Hz，波幅为 20~200μV，表示大脑处于无 梦深睡形状，是婴儿大脑的根本波形，在生理性慢波睡眠形 状和病理性昏迷形状也会见到
40Hz 的节律在人精神高度集中式出现，普通以为与人的 智力活动有关。
特征提取
• 时域分析方法 • 频域分析方法 • 时频分析法 • 基于非线性和混沌实际的分析方法 • 空间滤波方法 • 基于模型的方法
举例
基于时频分析的左右手运动想象频带能量特征差脑地形图法
举例
• 基于样本熵的左右手运动想象复杂度特征差脑地形图法
脑机接口
brain computer interface
定义
• 在人或动物脑〔或者脑细胞的培育物〕与外部设备间创建 的直接衔接通路。
无创 部分侵入式 侵入式
信号采集
大脑分区
大脑分区
脑电产生
• 事件相关电位〔Event Related Potential, ERP〕是一种 特殊的脑诱发电位，经过有意地赋予刺激仪特殊的心思意 义，利用多个或多样的刺激所引起的脑电位。
举例
举例
举例
Thank 左右手运动想象特征差脑地形图法
方式分类
• 常用的统计方式分类方法有贝叶斯分类器、决策树分类器、 线性/非线性判别分析函数、近邻法分类、最小间隔分类、 聚类分析、支撑向量机等
• 基于人工神经网络的方式分类。它是模拟人脑神经网络的 构造和某些任务机制而建立的一种非线性预测模型，经过 学习进展方式识别，任务机理是经过学习改动神经之间的 衔接强度。
脑机接口技术在医疗中的应用培训课件
拓展思维方式
脑机接口技术的应用提醒我们要拓展思维方式，勇于探索和创新，不 断突破自我。
谢谢观看
神经性疾病治疗
帕金森病
脑机接口技术可以用于治疗帕金森病，通过调节患者的神经活动，改善患者的症 状。
癫痫
脑机接口技术可以用于治疗癫痫，通过监测患者的脑电信号，预测癫痫发作并及 时干预。
精神疾病治疗
抑郁症
脑机接口技术可以用于治疗抑郁症，通过分析患者的情绪反 应和神经活动，提供个性化的治疗方案。
自闭症
鼓励医疗工作者积极参与互动讨论，通过 小组合作的方式探讨脑机接口技术在医疗 领域的创新应用。
实践操作与模拟训练
专家讲座与经验分享
提供实际操作和模拟训练的机会，让医疗 工作者亲身体验脑机接口设备的操作和数 据处理过程。
邀请脑机接口领域的专家进行讲座和经验 分享，拓宽医疗工作者的视野和思路。
培训效果评估与反馈
政策支持
政府对脑机接口技术的支持力度将加大，推动技术研发和市场应用 。
05
如何培训和提高医疗工 作者对脑机接口技术的 掌握
培训内容设计
脑机接口基础知识
介绍脑机接口的基本原理、技术发展 历程和应用领域。
医疗领域应用案例
分享脑机接口在医疗领域的成功应用 案例，如康复医学、神经科学和疼痛 管理等。
伦理、法律与安全问题
脑机接口技术在医疗中的应用培训 ppt课件
目录
• 脑机接口技术概述 • 脑机接口在医疗中的重要性和优势 • 脑机接口在医疗中的具体应用 • 脑机接口在医疗应用中的挑战与前景 • 如何培训和提高医疗工作者对脑机接口技术的掌握 • 未来展望与总结
01
脑机接口技术概述
定义与原理
定义
脑机接口技术是一种直接在大脑 与外部设备之间建立通信通道的 技术。
脑机接口技术的应用提醒我们要拓展思维方式，勇于探索和创新，不 断突破自我。
谢谢观看
神经性疾病治疗
帕金森病
脑机接口技术可以用于治疗帕金森病，通过调节患者的神经活动，改善患者的症 状。
癫痫
脑机接口技术可以用于治疗癫痫，通过监测患者的脑电信号，预测癫痫发作并及 时干预。
精神疾病治疗
抑郁症
脑机接口技术可以用于治疗抑郁症，通过分析患者的情绪反 应和神经活动，提供个性化的治疗方案。
自闭症
鼓励医疗工作者积极参与互动讨论，通过 小组合作的方式探讨脑机接口技术在医疗 领域的创新应用。
实践操作与模拟训练
专家讲座与经验分享
提供实际操作和模拟训练的机会，让医疗 工作者亲身体验脑机接口设备的操作和数 据处理过程。
邀请脑机接口领域的专家进行讲座和经验 分享，拓宽医疗工作者的视野和思路。
培训效果评估与反馈
政策支持
政府对脑机接口技术的支持力度将加大，推动技术研发和市场应用 。
05
如何培训和提高医疗工 作者对脑机接口技术的 掌握
培训内容设计
脑机接口基础知识
介绍脑机接口的基本原理、技术发展 历程和应用领域。
医疗领域应用案例
分享脑机接口在医疗领域的成功应用 案例，如康复医学、神经科学和疼痛 管理等。
伦理、法律与安全问题
脑机接口技术在医疗中的应用培训 ppt课件
目录
• 脑机接口技术概述 • 脑机接口在医疗中的重要性和优势 • 脑机接口在医疗中的具体应用 • 脑机接口在医疗应用中的挑战与前景 • 如何培训和提高医疗工作者对脑机接口技术的掌握 • 未来展望与总结
01
脑机接口技术概述
定义与原理
定义
脑机接口技术是一种直接在大脑 与外部设备之间建立通信通道的 技术。
脑机接口概述
2021/3/15
24
美国Wadsworth中心
Wolpaw等人训练受试者自由调节自身 节 律,并通过 节律 的变化来实现光标移动、 字母拼写和假肢控制等功能。由于灵活控 制自身 节律 变化比较困难,所以并不是每 个受试者都能学会使用这套装置。
2021/3/15
25
德国Tübingen大学
2021/3/15
8
目前使用较多的是ssVEP,典型的研究机构有美国 wright Patterson空军基地和清华大学。
wrightPatterson空军基地的McMillan和Calhoun对 SSVEP进行了研究,并利用SSVEP实现了对飞行模拟器 的控制。
国内清华大学在VEP这方面取得了一定的成绩,开发了 基于ssVEP的BCI系统,该系统能够通过脑电信号控制空 调和电视,甚至启动语音播放器和拨打电话等;他们又 利用VEP成功开发出一套“脑控电话拨号系统”。
2021/3/15
22
目前比较著名的基于运动想象的BCI研究有 Wadsworth BCI, Berlin BCI, Graz BCI等
2021/3/15
23
几个比较著名的脑-机接口
奥地利Graz理工大学 Pfurtscheller等人采用事件相关同步/去同步
电位作为BCI信号输入。在这套系统中,受试 者可以控制光标的移动。 视频
这种类型的bci特别适合从多个选项中选择一个目标的操作1213基于皮层慢电位的bci皮层慢电位scp是持续时间为几百毫秒到几秒的皮层电位变化是脑电信号中从300毫秒持续到几秒钟的大的负电位或正电位能反映皮层i和ii层的兴奋性被试通过反馈训练学习可以自主控制scp幅度产生正向或负向偏移
脑-机接口概述
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国内重庆大学何庆华等人一。设计了基于同频次复 合刺激方式的脑机接口系统。
9
清华大学脑机接口
用“思维”来控制电器开关和物体移 动，这种科幻电影里面的景象如今被 我国科学家通过“脑机接口技术”变 成了现实。
现在做的测试是用“思维”来拨打电 话。测试者只需盯着键盘上某个按不 同频率在闪烁的数字，电脑就会自动 把这个数字拨出来。
（Thought Translation Device，TTD）的 装置，通过慢皮层电位的变化来实现对外 界的控制，使用视觉反馈，实现了字母拼 写等功能。
26
美国伊利若斯大学
Farwell和Donchin采用P300诱发电位作为 BCI信号输入。在计算机显示屏上显示一个 6´6包含36个字母的格子，使用者要求选择 一个特定字母，每行和每列都在闪烁，频率 为10Hz，计算对每行和每列闪烁的平均反应 ，测量P300幅值。对包含特定字母的行和列 的反应幅度最大，根据这个特性就可以从 P300诱发电位中“找到”特定字母。
22
目前比较著名的基于运动想象的BCI研究有 Wadsworth BCI, Berlin BCI, Graz BCI等
23
几个比较著名的脑-机接口
奥地利Graz理工大学 Pfurtscheller等人采用事件相关同步/去同步
电位作为BCI信号输入。在这套系统中，受 试者可以控制光标的移动。 视频
脑机接口概述
研究背景
肌萎缩性脊髓 侧索 硬化症
脑中风 脑或脊髓损伤 脑瘫 其他疾病
2
脑-机接口的定义
脑机接口（英语：brain-computer interface， 简称BCI；有时也称作direct neural interface或 者brain-machine interface），是在人或动物脑 与外部设备间创建的直接连接通路。
16
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21
The data show that hand motor imagery induced in a significant mu ERD in all subjects, whereas foot and/or tongue motor imagery revealed a significant ERS in a number of subjects only. The most reactive frequency components varied between 9 and 14 Hz and are found at all central electrode positions and motor tasks.
8
目前使用较多的是ssVEP，典型的研究机构有美国 wright Patterson空军基地和清华大学。
wrightPatterson空军基地的McMillan和Calhoun对 SSVEP进行了研究，并利用SSVEP实现了对飞行模 拟器的控制。
国内清华大学在VEP这方面取得了一定的成绩，开 发了基于ssVEP的BCI系统，该系统能够通过脑电信 号控制空调和电视，甚至启动语音播放器和拨打电 话等；他们又利用VEP成功开发出一套“脑控电话 拨号系统”。
6
BCI分类
基于视觉诱发电位的BCI 基于P300信号的BCI 基于皮层慢电位的BCI 基于感知运动节律的BCI
7
基于视觉诱发电位的BCI
研究表明，当受到一个固定频率的视觉刺 激的时候，人的大脑视觉皮层会产生一个 连续的与刺激频率有关( 刺激频率的基频或 倍频处) 的响应。这个响应被称为稳态视觉 诱发电位( Steady-State Visual Evoked Potentials，SSVEP)，它可以可靠的应用 于脑-机接口系统( BCIs) 。
不依赖于脑的正常输出通路(外周神经系统及肌肉 组织)的脑-机(计算机或其它装置)通讯系统。
3
第一章 绪论----研究背景
4
BCI的基本构成Байду номын сангаас
信号 采集
信号 预处理
特征 提取
分类
外部 设备
5
脑电记录方法
功能核磁共振（fMRI） 近红外线成像（fNIR) 脑磁图(MEG） 正电子发射断层成像 （PET） 脑电图（EEG）
14
基于感知运动节律的BCI
运动感知节律由 和 节律组成，它们是 脑活动位于 频带（7-13赫兹）， 频带（ 13-30赫兹）的波动。
大脑的活动和运动任务相关的时候，感觉 运动节律会发生改变，更为重要的是，仅 仅是进行运动想象也会反应在感觉运动节 律的变化当中。
15
事件相关去同步/同步
10
11
基于P300信号的BCI
ERP是人类受到某种外界刺激或进行特殊心理活动时，因 脑神经元活动而产生的特定EEG变化．P300一ERP是由 小概率事件(视觉、听觉、触觉等形式)诱发的一种ERP， 因对应于事件发生约300毫秒后EEG中的一个正电位波形 而得名．基于P300电位的BCI利用特定的事件刺激序列， 诱发使用者的P300电位，通过P300的发生时刻来判断用 户的意识活动．这种类型的BCI特别适合从多个选项中选 择一个目标的操作
当执行或仅仅是想象运动时，通常会伴随着 特定频率带能量的降低，这种现象被命名为 事件相关去同步（Event-related desynchronization，ERD）；相反的，运动 之后能量的增加则意味着事件相关同步（ Event-related synchronization，ERS）现象 的发生。
12
13
基于皮层慢电位的BCI
皮层慢电位（SCP）是持续时间为几百毫 秒到几秒的皮层电位变化，是脑电信号中 从300毫秒持续到几秒钟的大的负电位或正 电位，能反映皮层I和II层的兴奋性，被试通 过反馈训练学习，可以自主控制SCP幅度 产生正向或负向偏移。
健康人可以经过训练控制大脑中慢皮层电 位的变化，平静时为正向，进行某种心理 活动时为负向，这被称为慢皮层电位的自 调整。
24
美国Wadsworth中心 Wolpaw等人训练受试者自由调节自身 节
律，并通过 节 律的变化来实现光标移动 、字母拼写和假肢控制等功能。由于灵活 控制自身 节 律变化比较困难，所以并不 是每个受试者都能学会使用这套装置。
25
德国Tübingen大学 Birbaumer等人设计了一个名为思想翻译器
9
清华大学脑机接口
用“思维”来控制电器开关和物体移 动，这种科幻电影里面的景象如今被 我国科学家通过“脑机接口技术”变 成了现实。
现在做的测试是用“思维”来拨打电 话。测试者只需盯着键盘上某个按不 同频率在闪烁的数字，电脑就会自动 把这个数字拨出来。
（Thought Translation Device，TTD）的 装置，通过慢皮层电位的变化来实现对外 界的控制，使用视觉反馈，实现了字母拼 写等功能。
26
美国伊利若斯大学
Farwell和Donchin采用P300诱发电位作为 BCI信号输入。在计算机显示屏上显示一个 6´6包含36个字母的格子，使用者要求选择 一个特定字母，每行和每列都在闪烁，频率 为10Hz，计算对每行和每列闪烁的平均反应 ，测量P300幅值。对包含特定字母的行和列 的反应幅度最大，根据这个特性就可以从 P300诱发电位中“找到”特定字母。
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目前比较著名的基于运动想象的BCI研究有 Wadsworth BCI, Berlin BCI, Graz BCI等
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几个比较著名的脑-机接口
奥地利Graz理工大学 Pfurtscheller等人采用事件相关同步/去同步
电位作为BCI信号输入。在这套系统中，受 试者可以控制光标的移动。 视频
脑机接口概述
研究背景
肌萎缩性脊髓 侧索 硬化症
脑中风 脑或脊髓损伤 脑瘫 其他疾病
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脑-机接口的定义
脑机接口（英语：brain-computer interface， 简称BCI；有时也称作direct neural interface或 者brain-machine interface），是在人或动物脑 与外部设备间创建的直接连接通路。
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The data show that hand motor imagery induced in a significant mu ERD in all subjects, whereas foot and/or tongue motor imagery revealed a significant ERS in a number of subjects only. The most reactive frequency components varied between 9 and 14 Hz and are found at all central electrode positions and motor tasks.
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目前使用较多的是ssVEP，典型的研究机构有美国 wright Patterson空军基地和清华大学。
wrightPatterson空军基地的McMillan和Calhoun对 SSVEP进行了研究，并利用SSVEP实现了对飞行模 拟器的控制。
国内清华大学在VEP这方面取得了一定的成绩，开 发了基于ssVEP的BCI系统，该系统能够通过脑电信 号控制空调和电视，甚至启动语音播放器和拨打电 话等；他们又利用VEP成功开发出一套“脑控电话 拨号系统”。
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BCI分类
基于视觉诱发电位的BCI 基于P300信号的BCI 基于皮层慢电位的BCI 基于感知运动节律的BCI
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基于视觉诱发电位的BCI
研究表明，当受到一个固定频率的视觉刺 激的时候，人的大脑视觉皮层会产生一个 连续的与刺激频率有关( 刺激频率的基频或 倍频处) 的响应。这个响应被称为稳态视觉 诱发电位( Steady-State Visual Evoked Potentials，SSVEP)，它可以可靠的应用 于脑-机接口系统( BCIs) 。
不依赖于脑的正常输出通路(外周神经系统及肌肉 组织)的脑-机(计算机或其它装置)通讯系统。
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第一章 绪论----研究背景
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BCI的基本构成Байду номын сангаас
信号 采集
信号 预处理
特征 提取
分类
外部 设备
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脑电记录方法
功能核磁共振（fMRI） 近红外线成像（fNIR) 脑磁图(MEG） 正电子发射断层成像 （PET） 脑电图（EEG）
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基于感知运动节律的BCI
运动感知节律由 和 节律组成，它们是 脑活动位于 频带（7-13赫兹）， 频带（ 13-30赫兹）的波动。
大脑的活动和运动任务相关的时候，感觉 运动节律会发生改变，更为重要的是，仅 仅是进行运动想象也会反应在感觉运动节 律的变化当中。
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事件相关去同步/同步
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基于P300信号的BCI
ERP是人类受到某种外界刺激或进行特殊心理活动时，因 脑神经元活动而产生的特定EEG变化．P300一ERP是由 小概率事件(视觉、听觉、触觉等形式)诱发的一种ERP， 因对应于事件发生约300毫秒后EEG中的一个正电位波形 而得名．基于P300电位的BCI利用特定的事件刺激序列， 诱发使用者的P300电位，通过P300的发生时刻来判断用 户的意识活动．这种类型的BCI特别适合从多个选项中选 择一个目标的操作
当执行或仅仅是想象运动时，通常会伴随着 特定频率带能量的降低，这种现象被命名为 事件相关去同步（Event-related desynchronization，ERD）；相反的，运动 之后能量的增加则意味着事件相关同步（ Event-related synchronization，ERS）现象 的发生。
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基于皮层慢电位的BCI
皮层慢电位（SCP）是持续时间为几百毫 秒到几秒的皮层电位变化，是脑电信号中 从300毫秒持续到几秒钟的大的负电位或正 电位，能反映皮层I和II层的兴奋性，被试通 过反馈训练学习，可以自主控制SCP幅度 产生正向或负向偏移。
健康人可以经过训练控制大脑中慢皮层电 位的变化，平静时为正向，进行某种心理 活动时为负向，这被称为慢皮层电位的自 调整。
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美国Wadsworth中心 Wolpaw等人训练受试者自由调节自身 节
律，并通过 节 律的变化来实现光标移动 、字母拼写和假肢控制等功能。由于灵活 控制自身 节 律变化比较困难，所以并不 是每个受试者都能学会使用这套装置。
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德国Tübingen大学 Birbaumer等人设计了一个名为思想翻译器