19、脑机接口（BCI）软件：特性、实现与影响

脑机接口（BCI）软件：特性、实现与影响

1. 引言

脑机接口（BCI）系统有望为神经障碍患者带来重要的新技术，实现功能的替代、恢复、补充或改善。BCI软件的核心目的是促进各种BCI方法的实施、验证和传播。为实现这一目标，BCI软件需满足复杂的技术要求，并支持从基础研究到临床应用，甚至商业化的整个研发过程。

BCI软件需满足两个重要要求：
- 满足特定BCI系统的技术需求 ：有效的BCI系统需具备信号采集、分析和输出反馈三大功能，且要与多种设备实时交互，这要求在多个科学和工程领域具备专业能力。
- 便于实施、验证和传播实验室计划的所有BCI实验 ：BCI软件应易于修改，其架构需灵活、通用，能适应不同的系统配置。同时，数据存储应包含必要的元信息，方便不同人员解读。

2. 技术需求

BCI系统依赖硬件和软件实时采集、同步和处理电生理信号及行为数据。信号采集需使用专用硬件设备，并实现专有软件接口。不同设备的配置和接口类型差异较大，部分设备需使用制造商提供的应用程序编程接口（APIs），且这些APIs在实时提供数据的适用性上也有所不同。

为了正确关联生理和行为信号，需要对它们进行同步，这可能涉及到调整采样率和采集延迟的差异。对于提供连续反馈的BCI系统，需在短时间内（约100ms或更短）计算并输出反馈，且反馈更新频率要大于20次/秒，这对BCI软件的实时处理能力提出了很高要求。

3. 研究范围

BCI系统的研究范围由其功能、科学和实验复杂性决定：
- 功能复杂性