4、推动现代神经科学融入无创脑机接口

推动现代神经科学融入无创脑机接口

脑机接口（BCI）旨在将大脑活动转化为计算机指令，实现大脑与外部设备的直接交互。这一概念虽已提出多年，但目前仍面临诸多挑战，尚未在临床和商业领域取得显著突破。本文将探讨如何借助现代神经科学技术，特别是源成像技术，来克服这些挑战，推动BCI的发展。

1. BCI发展现状与挑战

BCI的发展前景令人向往，它有望让人类的思维摆脱身体的物理限制。然而，目前BCI在实际应用中进展缓慢，主要原因在于神经科学与神经工程之间的脱节。现代神经科学研究多聚焦于皮层层面，而无创BCI通常通过头皮上的电极记录脑电信号，这使得将神经科学研究成果应用于BCI变得困难。

目前，无创BCI研究主要集中在三种传统范式：基于运动相关的感觉运动节律（SMRs）、P300事件相关电位和稳态视觉诱发电位（SSVEPs）。这些范式自提出以来已过去数十年，但至今仍占据主导地位，且依赖于早期的神经科学基础。随着神经科学研究的不断发展，是否应引入新的研究成果来拓展BCI领域，成为值得思考的问题。

此外，BCI研究还面临着一些具体挑战。在机器学习方面，与传统的手写数字分类问题相比，BCI的任务定义不明确，难以收集足够的标注数据，且脑电信号难以直接解释。同时，将无创脑电数据与神经科学文献相结合也颇具挑战，尤其是对于非传统的BCI范式。

2. 源成像技术原理

为了解决上述问题，源成像技术应运而生。源成像的核心目标是从头皮记录的无创脑电数据中估计大脑皮层的活动。其原理基于以下几个方面：
- 神经活动与脑电信号的关系 ：脑电信号主要反映了皮层中大量锥体神经元的活动。当锥体神经元受到兴奋性或抑制性