致谢 ............................................................................................................................. 67
号质量,提高信噪比。特征提取根据特定的BCI范式所设计的心理活动任务相关的神经信号规律,采用时域、频域、空域方法或相 结合的方法提取特征。模式识别通过采用先进的模式识别技术或机器学习算法训练分类模型,针对特定的用户定制特征提取和解 码模型。 3. 控制接口:根据具体的通信或控制应用要求,控制接口把上述解码的用户意图所表征的逻辑控制信号转换为语义控制信号,并由
5 上海交通大学生物医学工程学院,上海,200030 【摘要】脑机接口(BCI)设备是进行神经刺激和记录的重要工具,在神经系统疾病的诊断和治疗中有着广阔的应用前景。此外,磁共振成像(MRI)是一种有效且非侵入性的全脑信号捕获技术,可以提供大脑结构和激活模式的详细信息。将BCI设备的神经刺激/记录功能与MRI的非侵入性检测功能相结合对脑功能分析具有重要意义。然而,这种结合对神经接口设备的磁和电性能提出了特定的要求。首先探讨了BCI设备与MRI之间的相互作用,随后对二者结合可能产生的安全风险进行总结和整理,从BCI设备的金属电极、导线等危害的来源入手,分析了存在的问题,并总结了目前的研究对策。最后,简要讨论了BCI磁共振安全性的监管问题,并提出了增强相关BCI设备磁共振兼容性的建议。
∗ 基金项目 : 国家自然科学基金 (61072135,81971702), 中央高校基本科研业务费专项 (2042017gf0075,2042019gf00720), 湖北
未来市场发展潜力巨大,鼓励政策频出,应用场景广阔。市场端:据麦肯锡2020年研究报告显示,2030-2040年脑机接口全球 每年的市场规模可能在700亿到2000亿美元之间;政策端: 2024 年 1 月,工信部等七部门发布《关于推动未来产业创新发展 的实施意见》,突破脑机融合、类脑芯片、大脑计算神经模型等关键技术和核心器件,研制一批易用安全的脑机接口产 品,鼓励探索在医疗康复、无人驾驶、虚拟现实等典型领域的应用 ;应用端:科研实验平台重视神经创新技术的的研发,具 有交叉融合特色实验支撑的能力。神经影像技术研发、神经计算软件研发、神经电子技术研发等多方面神经技术的研发,对神经 感知、神经调控和神经计算的研究提供技术支持,开展以脑疾病诊治与康复为核心的重大基础科学问题和智能决策、人机交互等 关键技术应用基础研究,布局神经数字疗法、神经电子药物和智能神经康复三个研究方向。
会议报道:从科幻到现实,脑机接口如何连接 AI 与人类智慧? “《黑客帝国》在某种意义上描绘了脑机接口的终极目标:向大脑输入一个完整 的虚拟外部环境并与之双向交互。”上海科技大学生物医学工程学院常任轨助理 教授、计算认知与转化神经科学实验室主任李远宁说道。 近日,由天桥脑科学研究院(中国)主办的“从科幻到现实——人类智能如何与 人工智能融合?”主题活动在上海图书馆东馆举行。 活动上,李远宁与知名科幻作家,银河奖、全球华语星云奖金奖得主江波展开了 跨越科幻与科学的对谈,将脑机接口( Brain Computer Interface , BCI )这项从小 说走向现实、不断引爆学界和产业界热点的技术进行了生动演绎,探索脑机接口 与 AI 融合的无限可能,并客观阐释了从令人遐想的突破性个例到广泛应用的距 离。 脑科学是人类所知甚少的“自然科学最后一块疆域”,也是科幻作品经久不衰的 灵感来源。今年以来,天桥脑科学研究院(中国)发力 AI for Brain Science ,鼓励 AI 和脑科学这两个“黑匣子”互相启发、互相破译。 一方面,研究院已组织了六场 AI for Brain Science 学术会议,促进 AI 科学家、神 经科学家、临床医生、产业界专家和高校年轻学生学者同台共话,分享 AI for Brain Science 相关基础研究和健康应用,系列会议大众总观看 52 万人次,参会领域专 家 800 余人;另一方面,研究院也积极组织“ AI 问脑”系列科普会议,邀请 AI 科 学家、脑科学家展开跨界对谈,激发公众对 AI for Brain Science 的兴趣和探索。 点击此处阅读原文
(1) 维数 一般取值 1 或 2 ,当 时,要求数据量 在数千点以上,但 过大不能保证序列具有相同 的性质; 一定时,若 ,需要较大才能取得 较好的效果,但是太大会丢失序列的许多细节信 息。 Pincus [ 14 ] 研究认为 比 效果好,可使 序列的联合概率进行动态重构时提供更详细的信 息。 (2) 用来衡量时间序列相似性的大小。如果 选得太小,估计出的统计概率会不理想;若选得 太大,会丢失时间序列中很多细节,达不到预期的 效果。 Pincus [ 14 ] 通过对确定性和随机过程的理论分 析及其对计算和临床应用的研究,总结出取值为 ( 为原始序列的标准差 ) 能得出有效 的统计特征。 (3) 表示输入数据点,一般取值为 100 ~ 5000 。因此根据上述原则,本文取 , 。根据实验研究发现当 时,不同 状态的脑电信号的样本熵并无太大差异;当 时,不同状态的脑电信号的熵值有明显差异。 因此 取值为 100 。即用长度为 100 点,间隔为 4 点 的滑动窗计算 EEG 在运动想象期 (2 ~ 6 s) 的样本 熵序列,然后求该序列的均值作为该 EEG 的样本 熵。 ERS/ERD 现象主要出现在 C3 和 C4 电极对应的 感觉运动区上,例如,右手运动想象时可观测到 C3 电极对应的感觉运动区 ERD 现象,左手运动想 象时可观测到 C4 电极对应的感觉运动区 ERD 现
脑小血管疾病本质上是阴险的,随着年龄的增长逐渐发展,最终导致患者独立性丧失。先前的研究始终证明了步态障碍与影响认知功能的神经退行性疾病之间的协会。随着成像技术的发展,近年来脑部小血管疾病对步态功能的影响(近年来被忽略的话题)引起了公众的关注。这项艺术对成像检查,发病机理,治疗以及不同类型的脑小血管疾病与步态疾病之间的相关性进行了全面综述。