脑电图(EEG)是脑机接口(BCI)系统中最常用的方法之一。基于EEG的BCI系统可以利用外部设备恢复神经肌肉系统。放置在头皮上的电极记录的脑脉冲被转换成控制机械臂、外骨骼、轮椅或其他机器人的命令。在基于EEG的BCI中,有许多范式,例如基于事件相关去同步/同步(ERD / ERS)的运动想象(MI),称为感觉运动节律(SMR),基于体感的感觉想象,注意定向电位(SAO),稳态视觉诱发电位(SSVEP),稳态体感诱发电位(SSSEP),P300电位和慢皮质电位(SCP)。
在这篇评论文章中,我们详细概述了《生态与进化前沿》特刊中收集的 12 篇文章,这些文章的研究主题是“关于脑机类比的最新想法——所有隐喻都是错误的,但有些是有用的”。摘要附有图形摘要,图形摘要是将文章与选定概念链接起来的矩阵。正如图灵首次指出的那样,本期特刊的所有作者都认为语义是脑机类比争论中的关键问题,并因此解决了许多此类问题。我们认为,缺少的是隐喻和类比之间的区别,我们重新评估了隐喻,详细描述了类比,并为后者提供了定义。为了丰富辩论,我们还认为有必要发展大脑的进化理论,我们对此进行了概述。本文以对科学创造力的思考作为结束,因为我们同意这样的观点:隐喻和类比及其美学影响对于创造过程至关重要,无论是在科学还是艺术领域。
1 简介 神经和神经解剖损伤和疾病影响着全世界许多人,并经常导致运动障碍和无法独立完成日常任务,例如交流、伸手和抓握。经历过脊髓损伤 (SCI)、肌萎缩侧索硬化症或中风等神经损伤的人可以通过皮质假肢系统实现部分功能恢复。皮质假肢是一种末端执行器设备,它通过脑机接口 (BCI) 接收动作命令以执行所需位置,该接口记录皮质活动并提取(即解码)与该预期功能相关的信息。末端执行器的范围可以从虚拟打字通信系统到机械臂和手或通过功能性电刺激 (FES) 重新激活的人的肢体。BCI 技术的侵入性、时间和空间记录分辨率以及记录信号的类型各不相同。非侵入性脑成像技术,例如脑电图 (EEG)、脑磁图 (MEG) 和功能
我们提出了一种实时生成音乐的方法,该方法由从脑电图 (EEG) 估计的用户情感状态驱动。这项工作旨在探索使用传感器数据的实时音乐生成应用策略。应用范围从用于 x-reality 的响应音乐到艺术装置,以及在教学环境中作为反馈的音乐生成。我们在开源平台 OpenViBE 中开发了一个脑机接口。它管理与 EEG 设备的通信并计算相关特征。基准数据集用于评估监督学习方法在价态和唤醒的二元分类任务上的表现。我们还使用减少数量的电极和频带评估了性能,以解决预算较低和环境嘈杂的问题。然后,我们解决了实时音乐生成模型的要求,并提出了对 Magenta 的 MusicVAE 的修改,引入了一个用于控制批次间内存的参数。最后,我们讨论了将所需音乐特征映射到模型的原生输入特征的可能策略。我们提出了一个概率图形模型来模拟从效价/唤醒到 MusicVAE 潜在变量的映射。我们还解决了数据集维度问题,提出了三个概率解决方案。
本文提出了一种增强的脑机接口运动想象方法。用于康复治疗,结合幻觉图像的大脑刺激因为想象的方式动作是需要长时间练习的。因此,通过感官从外部刺激刺激的方法是提高效率本研究主要分为两个部分:(1)电影格式的调查与研究脑机接口的幻觉(2)具有想象运动的脑机接口结合虚幻运动图像的刺激这项研究利用风力涡轮机模型来诱发大脑的变化。测试了具有不同叶片数量的风力涡轮机模型。研究发现,96 叶片风车模型能够最有效地刺激大脑。该模型与运动想象法结合使用。这种混合大脑连接系统可以生成命令通过接口程序设计的算法,用两个命令来控制康复装置,用于抬起左臂或右臂。该实验由LabVIEW软件开发,共有8名志愿者参与,采用了脑-身体接口系统。想象一下这些动作以及它们如何组合来比较性能。实验结果表明,所提方法可以提高准确率约为4%~6%。视觉刺激提高了指令生成的速度,因此组合方法的效果可能仅仅归功于虚幻的视觉刺激方法。未来将会见证算法的发展。检查性能并制定在实际应用中正确使用手部康复设备的指南和病人的手臂
Aleva Neuro 2008 5700 万美元 神经刺激 Altoida 2016 未知 阿尔茨海默氏症诊断 Biodirection 2010 1160 万美元 脑损伤监测器 BrainCheck 2015 449 万美元 脑健康应用 BrainCo 2015 590 万美元 注意力广度 BrainRobotics 2015 未知 神经假体 BrainSpec 2015 10 万美元 虚拟活检 Cereve 2008 3800 万美元 睡眠障碍 ElectroCore 2005 8800 万美元 神经调节 Galvani Bioelectronics 2016 未知 Electroceuticals InteraXon (Muse) 2007 1720 万美元 Meditation Kernel 2016 1 亿美元 BCI(数据存储) MindMaze 2012 1.085 亿美元 康复 Mindstrong Health 2014 1400 万美元 数字表型分析 ModiusHealth 2014 年 120 万美元 减肥 Neurable 2015 年 200 万美元 脑输入设备 Neuralink 2016 年 2700 万美元 BCI(Dust) NeuroLutions 2007 年 125 万美元 神经假体 Neuronetics 2003 年 1.763 亿美元 神经调节 NeuroPace 1997 年 6700 万美元 癫痫 NeuroQore 2011 年 未知神经调节 Neuros Medical 2008 年 3880 万美元 疼痛管理 Paradromics 2015 年 2050 万美元 BCI(数据存储) RightEye, LLC 2012 年 1040 万美元 脑震荡测试 Rhythm 2014 年 2200 万美元 睡眠障碍 Sense Diagnostics 2014 年 130 万美元 脑损伤监测 Setpoint Medical 2006 年 1.16 亿美元 Electroceuticals SPR Therapeutics 2010 年 4400 万美元 疼痛管理 Synchron, Inc. 2016 年 1000 万美元 BCI(支架)
脑机接口(BCI)在中风患者康复中的应用,通过检测相应的脑信号,可以控制功能性电刺激(FES),在运动意图发生时触发瘫痪肢体的肌肉收缩。假设运动意图与真实运动触发的视觉和本体感受反馈之间的精确时间一致性可以促进神经可塑性过程并导致轻瘫的功能改善。在这项随机对照试验的系统评价中,研究人员搜索了 Pubmed、Scopus 和 Web of Science 数据库,并从 516 篇出版物中选出了 13 篇,这些出版物基于 7 个研究人群。由于研究设计不同,很难直接比较这些研究。五项研究报告 BCI-FES 组的运动功能有所改善,其中三项研究显示 BCI-FES 组与对照组之间存在显著差异。