33、自适应脑电图脑机接口训练与操作的通用框架

自适应脑电图脑机接口训练与操作的通用框架

1. 引言

近年来，随着技术的进步，脑机接口（BCI）受到了广泛关注。BCI主要用于帮助残疾人士与环境进行交互，同时在游戏和艺术等非临床领域也有应用。

BCI主要有两种范式：
- 自发式BCI ：通常测量脑电图（EEG）的振荡活动，以及感觉运动节律（SMR）中的事件相关去同步/同步（ERD/ERS）。它主要与运动想象（MI）BCI相关，如想象左右手部运动，也涉及心理想象，如心理物体旋转或计算。此外，还可能依赖于慢皮层电位。
- 诱发性反应或基于事件相关电位（ERP）的BCI ：基于对多个外部刺激的注意力选择。这种方法可以产生各种著名的反应，如P300成分或稳态感觉诱发电位（SS(V/A/S)EP）。这些BCI通常包括校准阶段、训练阶段和应用阶段。一般认为，基于ERP的BCI对用户训练的需求较少，但系统校准通常是必需的，大约需要10分钟。而对于MI BCI，用户训练是必要且繁琐的过程，在此期间会创建新的动作功能回路，即“神经假肢技能”。

改善BCI系统主要有两种方法：
- 改进机器学习技术。
- 利用教学设计和积极心理学的知识改进人类学习。

然而，BCI使用过程中存在大量的信号变异性来源，包括不完善的记录条件和用户心理生理状态的波动。因此，需要自适应的BCI训练和操作方法。

2. 自适应BCI系统的动机和原则

2.1 适应的原因

目前的适应方法主要使用不同的信号处理技术，而没有考虑人类因素。用户能否掌握BCI技能是BCI鲁棒性的关键因素。如