脑-机接口的应用:拓宽人机交互的边界
1. 引言
脑-机接口(BCI)研究始于近三十年前,最初的主要动机是为患有严重运动障碍的人提供辅助技术。尽管BCI系统的低速、高错误率、易受干扰和复杂性曾是其实现实际应用的障碍,但近年来计算能力和生物传感技术的进步为BCI的应用带来了新的希望。本文将探讨BCI在多个领域的应用,包括辅助技术、娱乐、认知诊断与增强,以及康复与假肢。
2. 辅助技术中的BCI应用
2.1 沟通
对于严重运动障碍患者,尤其是闭锁综合症(完全瘫痪和无法说话)的患者,恢复沟通能力至关重要。早期的BCI通信系统主要基于用户学习调节脑电波节奏,以实现简单的“是”或“否”通信。例如,Wadsworth Center的“右对齐框”范式让用户通过想象运动来调制他们的mu波,从而选择两个目标之一。另一种方法是通过调节慢皮质电位(SCP)来移动光标,表示“是”或“否”。
应用 | 方法 | 特点 |
---|---|---|
是/否通信 | mu波调制 | 简单可靠 |
是/否通信 | SCP调制 | 适用于长期使用 |
2.2 环境控制
BCI还可以帮助患者控制环境,例如开关灯、调整电视音量或控制轮椅。这些应用通过脑电信号控制