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f**d
发帖数: 768 | 1 http://www.ted.com/talks/tan_le_a_headset_that_reads_your_brain
html
http://www.ted.com/speakers/tan_le.html
窥探大脑：脑-机接口硬件步出研究领域
一个精确而低成本的BCI（脑机接口）可以帮助实现科幻理想，即不需要说话、打
手势，或在键盘上输入，就能与机器通信：你只要思想，机器就会响应。BCI技术
不仅是科幻爱好者的天地，它还有着明确的用途：用于瘫痪病人的诊疗设备，或针
对大脑状况的研究，如帕金森症或癫痫。其它可能的应用包括：游戏控制接口以及
军用设备。例如，美国国防部高级研究计划署（DARPA）为改进矫正整形术的仿生
臂项目对犹他大学的BCI研究作了部分投资。此外，不断增长的军用遥控飞机应用
也突显出了BCI的军用潜力。
大脑是一个充满液体和神经元的3磅容器，神经元之间通过微小电脉冲的激励
做相互交流。这些电信号的追踪有几种方式：一种方式需要进入颅骨内，在脑上或
脑内植入电极。这种方法有风险，迄今仅用于治疗目标，例如，用于癫痫的研究与
治疗。另一种方法叫ECOG（皮层脑电图），它的出现可回溯到50年代。它是将电极
直接置于大脑的暴露面上，但仍然处于颅骨内，记录来自大脑皮层的电活动。
犹他大学研究人员的最新研究采用了婴儿用阿斯匹林大小的硅电极，其悬浮在
大脑上方，但仍在颅骨内。微ECOG（microECOG）包括了一个电极阵列，而不只是
一只电极（图1和参考文献1）。研究人员将微型电极阵列置于颅骨与大脑之间。他
们发现，这些电极可以准确地探测到控制手臂运动的大脑信号。外科医生将两种微
ECOG置于严重癫痫病人的大脑上。为了置入较大ECOG电极，临时去掉了病人的部分
颅骨，电极的位置是在导致癫痫病发作的脑区。这些较大的金属制钮扣式电极按照
数字编号。图1（左）亦显示了两个微ECOG阵列，每个有16只微电极，连接到穿过
橙色与绿色管子的微导线上。图像编辑软件将电极汇总在图中。图1（右）显示了
一个有32个微电极的微ECOG阵列，它连接到穿过图下方一只透明管的微导线上。绿
色导线连接到大的普通ECOG电极上。
ECOG与微ECOG都是穿入大脑的电极和EEG（脑电图）之间的中间步骤，EEG将电
极放在颅骨外的头皮上。与有风险的外科手术性质ECOG相比，EEG方法相对简单，
它采用粘连方式，将电极固定在头皮上。不过，大脑电信号要到达头皮的电极，就
必须经过颅骨。骨导电率很低，信号会很快衰减。当大脑的信号穿过膜、颅骨和头
发时，这些已很弱小的信号就更难以识别了。医疗用途的EEG使用需要导电凝胶的
电极，在粘贴和去除时很麻烦。医疗级EEG传感器系统的价格可达数万美元，从而
使BCI的研究停留在学术和医疗研究领域（图2）。
然而，高利润的游戏市场已将游戏的思想控制看作一种新颖的花样，而军队应
用也推动着对BCI设备的兴趣，因而其成本开始下跌，远低于医疗研究质量EEG的数
万美元价格。最近由Emotiv公司提供的Epoc以及NeuroSky公司的Mindset价格都在
约150美元?300美元。
基于EEG的头戴套件如何获得了强大的BCI硬件方案？今年初，在麻省理工学院
的一个BCI工作室内，奇点大学（Singularity University）始建者Rod Furlan概
述了他对有创和无创BCI的观点（参考文献2）。他说：“无创接口一般只限于读取
大脑的状态，因此不可能发展出健壮的输入输出解决方案。专家们一致认为，EEG
可能是一个死胡同，因为，虽然它提供了很好的临时解决方案，但可实现的最大空
间方案却可能缺乏未来的应用需求。”
EEG套件制造商Emotiv公司的合伙创始人兼总裁Tan Le解释了人脑、EEG局限以
及Emotiv的方案（参考文献3）。她说：“我们的大脑由数十亿神经元构成，轴索
连接起来的长度约有17万公里。当这些神经元相互作用时，化学反应会产生出电脉
冲，这是可以测量的。我们大脑的大部分功能是分布在大脑的外表层。为了增加可
用的脑容量面积，大脑表层有大量褶皱。这种褶皱给电脉冲的解析带来了很大的挑
战，因为每个人脑皮质的褶皱方式都不一样。即使一个信号来自大脑的相同功能部
分，但由于结构的折叠，每个人的实际位置都非常不同，哪怕是两个孪生人。”
“Emotiv 创造了一种算法，可‘解开’皮层褶皱，使信号更近地映射到其来
源，从而能用于大量人口。EEG测量一般要用一个由传感器陈列组成的发网。
Emotiv套件是一个14通道的高保真EEG采集系统，不需要做头部备皮，也没有导电
胶。它只要几分钟的穿戴和信号安定时间。它是无线的，价格只要几百美元。”
将其从盒中取出，连接到PC，戴到头上，花点时间做一些练习，让套件的算法
学习你的大脑波形模式，然后就可以开始用你的大脑控制PC上的虚拟图像了（图3
）。很棒吧？
黑客Cody Brocious也这么认为。Brocious刚开始了解BCI世界，就被Emotiv设
备的简单性所吸引，他希望更深入地研究。他请求黑客社区赞助购买一套产品，并
且很快 | f**d
发帖数: 768 | 2 一个外行做了一个内行想做的事情，还做的特别成功
唉，活了多少年活在猪身上了
【在 f**d 的大作中提到】
: http://www.ted.com/talks/tan_le_a_headset_that_reads_your_brain
: html
: http://www.ted.com/speakers/tan_le.html
: 窥探大脑：脑-机接口硬件步出研究领域
: 一个精确而低成本的BCI（脑机接口）可以帮助实现科幻理想，即不需要说话、打
: 手势，或在键盘上输入，就能与机器通信：你只要思想，机器就会响应。BCI技术
: 不仅是科幻爱好者的天地，它还有着明确的用途：用于瘫痪病人的诊疗设备，或针
: 对大脑状况的研究，如帕金森症或癫痫。其它可能的应用包括：游戏控制接口以及
: 军用设备。例如，美国国防部高级研究计划署（DARPA）为改进矫正整形术的仿生
: 臂项目对犹他大学的BCI研究作了部分投资。此外，不断增长的军用遥控飞机应用
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