腦機(jī)接口概述

1、腦機(jī)接口,brain computer interface,定義,在人或動(dòng)物腦（或者腦細(xì)胞的培養(yǎng)物）與外部設(shè)備間創(chuàng)建的直接連接通路。,無創(chuàng)部分侵入式侵入式,信號(hào)采集,大腦分區(qū),大腦分區(qū),腦電產(chǎn)生,事件相關(guān)電位（Event Related Potential, ERP）是一種特殊的腦誘發(fā)電位，通過有意地賦予刺激儀特殊的心理意義，利用多個(gè)或多樣的刺激所引起的腦電位。視覺器官受到光或圖形刺激后，在大腦特定部位所記錄的 EEG 電位變

2、化，稱之為視覺誘發(fā)電位（VEP）。皮層慢電位（Slow Cortical Potential, SCP）是皮層電位的變化，持續(xù)時(shí)間為幾百毫秒到幾秒，頻率為 0.1 Hz 到 2 Hz。,θ 波：頻率為 4~7Hz，波幅為 20~100μV，表示大腦處于深摯思維或靈感思維狀態(tài)，是學(xué)齡前兒童的基本波形，成年人瞌睡狀態(tài)也會(huì)出現(xiàn)。,頻率分類,δ 波：頻率為 0.5~3Hz，波幅為 20~200μV，表示大腦處于無夢(mèng)深睡狀態(tài)，是嬰兒大腦的基本波

3、形，在生理性慢波睡眠狀態(tài)和病理性昏迷狀態(tài)也會(huì)見到,α 波：頻率 8~13Hz，波幅為 10~100μV，一般見于全部頭皮導(dǎo)聯(lián)，但在頂、枕區(qū) α波活動(dòng)最為明顯，數(shù)量最多，而且波幅也最高，是有節(jié)律性腦電波中最明顯的波。,頻率分類,μ 波：頻率在 10Hz 左右，波幅一般低于 50μV，主要區(qū)域?yàn)楦杏X運(yùn)動(dòng)區(qū)域。μ 波頻率范圍、幅度和 α 波相近，但二者在地形分布和生理學(xué)意思上是有區(qū)別的。μ 波和動(dòng)作皮層功能、相鄰的體覺皮層相關(guān)，在運(yùn)動(dòng)時(shí)或者輕

4、微的體覺刺激時(shí)，甚至想象運(yùn)動(dòng)或者預(yù)備運(yùn)動(dòng)都會(huì)被阻斷。,β 波：頻率為 14~30Hz，波幅為 5~25μV，在額、顳、中央?yún)^(qū) β 活動(dòng)最為明顯，是個(gè)快波。β 波不受睜、閉眼的影響。在睜眼視物、情緒緊張、焦慮不安、驚疑恐懼或服用安定等藥物時(shí)，β 波活動(dòng)急劇增多。,40Hz 的節(jié)律在人精神高度集中式出現(xiàn)，一般認(rèn)為與人的智力活動(dòng)有關(guān)。,特征提取,時(shí)域分析方法頻域分析方法時(shí)頻分析法基于非線性和混沌理論的分析方法空間濾波方法基于模型的方

5、法,舉例,基于時(shí)頻分析的左右手運(yùn)動(dòng)想象頻帶能量特征差腦地形圖法,舉例,基于樣本熵的左右手運(yùn)動(dòng)想象復(fù)雜度特征差腦地形圖法,舉例,基于高階累積量的左右手運(yùn)動(dòng)想象特征差腦地形圖法,模式分類,常用的統(tǒng)計(jì)模式分類方法有貝葉斯分類器、決策樹分類器、線性/非線性判別分析函數(shù)、近鄰法分類、最小距離分類、聚類分析、支撐向量機(jī)等基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模式分類。它是模仿人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和某些工作機(jī)制而建立的一種非線性預(yù)測(cè)模型，經(jīng)過學(xué)習(xí)進(jìn)行模式識(shí)別，工作機(jī)