脑机接口定义及分类有哪些?对应技术应用领域在哪?

脑机接口定义及分类有哪些?对应技术应用领域在哪?

最佳答案 匿名用户编辑于2022/12/01 14:15

我来简单介绍一下脑机接口定义、分类及对应技术应用领域。

脑机接口是指在有机生命形式的脑与具有处理或计算能力的设 备之间,创建用于信息交换的连接通路,实现信息交换及控制。脑机 接口按照信号采集方式不同主要分为植入和非植入两种技术路线。 植入式脑机接口是有创方式,是指对深入到颅骨以下的组织进行 信号采集和记录。

常见技术手段包括皮层脑电图(Electrocorticogram, ECoG)、单个神经元的动作电位(Spike)和局部场电位(local field potential, LFP)。也有技术以介入为手段,以创伤性较小的方式将电极 送入颅内血管来采集脑电信号。植入式脑机接口记录的信号时空分辨 率高、信息量大,能够对复杂任务进行实时、精确控制。

植入式脑机接口技术主要应用在医疗领域,最有可能率先落地并 带来市场收益的是神经替代、神经调控相关技术和产品。神经替代脑 机接口技术是为了弥补特殊人群因器官损伤导致的信息收发能力缺 损,采用脑机接口技术把感觉信息直接写入脑,或是将脑意图信息从 脑内读出,解码后实现对外交互,完成意愿动作。神经替代脑机接口技术国内外都已经进入科研临床阶段,主要针对感觉和/或运动神经 损伤人员(如瘫痪、失语和失明患者)做基本功能替代或功能重建。 神经调控脑机接口技术是进行精神状态实时解析并精准刺激调控脑 内神经活动的异常状态。对记忆丧失、中重度抑郁、精神分裂、毒瘾 戒断等病症来说,神经调控脑机接口技术比药物治疗更为精确高效。 由于当前精神类疾病发作的理论模型尚未建立,且治疗靶点不明,因 此神经调控脑机接口技术主要进行神经机理探索和治疗尝试,辅助提 升此类病症的诊疗水平,还无法进行广泛临床治疗。

非植入式脑机接口采用无创采集技术在头皮表面或附近采集大 脑响应信号。常用技术手段包括脑电图(electroencephalography, EEG)、 功能近红外光谱(Functional near-infrared spectroscopy, fNIRS)、脑磁 图(magnetoencephalography,MEG)、功能核磁共振成像(Functional Magnetic Resonance Imaging,fMRI)。非植入式脑机接口由于安全无 创,因此得到了广泛的研究与产业应用,但受限于在脑外采集信号的 强度与噪声干扰,目前可实现的脑机交互性能有限。

非植入式脑机接口技术可应用在更广泛的生活生产领域,正逐步 在康复训练、教育娱乐、智能生活、生产制造等众多方面为人类带来 福祉。产业界在非植入脑机接口领域普遍重视面向产业和消费领域的 研究,配合虚拟现实、增强现实、眼动仪、外骨骼等外设,利用非植 入式脑机接口系统开展多场景应用探索,如:运动康复训练;利用用 户脑波创造音乐和控制电器;利用用户情绪识别数据个性化推荐用户潜在喜好产品;对用户情绪进行识别感知以提示预警,从而实现疲劳 驾驶提醒和安全生产等等。

参考报告REPORT

脑机接口总体愿景与关键技术研究报告.pdf

脑机接口总体愿景与关键技术研究报告。脑科学问题是人类社会面临的基础科学问题之一,是人类理解自然和理解人类本身的待深入探索领域,而脑机接口是有效探索手段之一。我们站在通往未知世界的伟大旅程起点上,探索大脑之途势必艰辛而具有挑战。在国家战略和顶层设计的引领下,在科技创新不断更迭促进下,在人民大众的期待关注下,脑机接口技术将在面向世界科技前沿、面向国家重大需求、面向人民生命健康的科技创新主战场上发挥重要作用。为此提出“脑智芯连,思行无碍”这一行业发展总体愿景,并针对此愿景目标的实现,尝试勾画出在不远的未来,脑机接口产业发展的蓝图和愿景期望。希望产业各方能够在此愿景描绘的不同场...

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