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原创 LSTM(长短期记忆网络)原理与在脑电数据上的应用
LSTMs(Long Short Term Memory networks，长短期记忆网络)简称LSTMs，很多地方用LSTM来指代它。本文也使用LSTM来表示长短期记忆网络。LSTM是一...
2021-12-17 09:13:28
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原创 科学家发现量子大脑传感器可以跟踪脑电波，这可能对发现脑疾病至关重要
未来，用于大脑的新型高灵敏度量子传感器可能能够发现信号在大脑的速度减慢，从而识别大脑疾病，例如痴呆症、肌萎缩侧索硬化症和帕金森氏症。萨塞克斯大学（University of Sussex）...
2021-11-24 09:33:21
3607
原创 重磅！Nature子刊：利用GAN来“深度伪造大脑数据”可以改善残疾人的脑机接口...
近日，南加州大学(Universityof Southern California)维特比工程学院的研究人员正在使用生成对抗网络(GAN)来改善残疾人的脑机接口。生成对抗网络(Genera...
2021-11-21 09:46:58
3500
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原创 C++中指针*与指针引用*&的区别说明
C++中*&(指针引用)与*(指针)的区别*指针是一个存放地址的变量，指针引用指的是这个存放地址的变量的引用。C++中如果参数不是引用的话，会调用参数对象的拷贝构造函数，所以如果有需求想改变指针所指的对象即想要改变指针变量里存放的地址，就要使用指针引用。下面用一个测试例子和过程图结合进行说明：#include <iostream>using namespace st...
2019-05-09 16:20:18
10566
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原创 脊髓刺激技术实现听觉感官替代：慢性疼痛治疗装置的跨界应用
尽管当前比特率低于人工耳蜗（千比特级），但SCBI凭借微型植入、毫秒级响应，及与现有疼痛治疗设备的兼容性，其架构如图5所示，展现出独特优势：例如为神经纤维瘤病2型（NF2）等听觉神经损伤患者提供无需新植入手术的替代路径，或作为人工耳蜗的补充传递低频声谱（协同提升嘈杂环境语音识别）。为此，剑桥团队独辟蹊径，将慢性疼痛治疗装置——脊髓电刺激系统（SCS）改造为“神经传声筒”：通过植入电极将声音转化为高精度电脉冲，直接刺激脊髓背柱通路，使大脑将触觉信号解码为声音信息。探讨脑机接口领域话题，实时跟踪脑机接口前沿。
2025-04-01 09:30:42
806
原创 IEEE JBHI: 山东大学团队提出细粒度多尺度时频空运动想象脑机接口框架
团队还采集了一个包括手部和肘部运动想象范式的SDU-MI脑电数据库，在该数据库中所提出的方法在不同的运动想象任务（左手对右手、左肘对右肘、手肘联合动作对比）中分别达到了80.80%、76.95%和78.25%的分类准确率，体现出优异的泛化能力和稳健性。这些可视化图形不仅展现了不同受试者在运动想象任务中的个体化差异，还清晰揭示了脑电信号的时域、频域、空域的多维动态变化过程，有效提升了所设计的脑机接口模型的电生理可解释性，为深入理解运动想象的神经机制及发展精准的个性化脑机接口系统提供了有效工具和新的视角。
2025-03-27 09:33:20
580
原创 ICLR2025：脑机绘影，中科院自动化所Mind-Animator从大脑信号中解码出动态视频
认知神经科学的进展为大脑功能研究提供了新视角，并可能推动人工智能的发展。其中，神经解码是研究的关键方向之一，它将视觉刺激与功能性磁共振成像（fMRI）脑记录联系起来。神经解码方法包括分类、识别和重建，而本研究聚焦于最具挑战性的方向：重建。图1：人脑解耦分析静态刺激和动态刺激以往的方法在静态刺激图像的分类和识别方面取得了显著进展。一些研究甚至能够从脑信号中重建出与原始刺激图像高度相似的图像。然而，现实生活中的视觉刺激大多是连续且动态的，因此从脑信号中重建视频逐渐成为研究热点。
2025-03-25 09:22:30
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原创 Synchron推出全球首款认知AI大脑基础模型Chiral™
视频的主角是罗德尼，他是一名患有ALS的Synchron BCI用户，尽管失去了使用双手的能力，但他完全无需动手、发声或触碰就能操作和控制数字家庭环境。“我们正在见证一种新的计算范式，技术不再只是对人们做出反应，而是以全新的方式赋予人们力量，”英伟达（NVIDIA）业务开发高级总监大卫·尼沃尔尼（David Niewolny）表示，“通过将突破性的BCI技术与英伟达的AI和Omniverse相结合，Synchron正在为残疾人提供新的可能性，使他们能够更加独立，更好地与外界沟通和联系。
2025-03-20 09:44:13
844
原创 脑机重磅进展 | 加州大学旧金山分校利用基于ECoG的脑机接口实现神经修复
神经系统需要平衡神经表征的稳定性和可塑性。目前尚不清楚简单且经过充分演练的动作表征稳定性如何，尤其是人类，以及他们对新环境的适应性如何。通过对四肢瘫痪的参与者使用ECoG脑机接口（BCI），加州大学旧金山分校（UCSF）的研究人员发现，一系列简单想象动作的低维流形和相对表示距离非常稳定。然而，流形的绝对位置却表现出受约束的日常漂移。值得注意的是，在BCI控制期间，神经统计（尤其是方差）可以灵活调节...
2025-03-09 09:27:31
633
原创 天津大学研究团队重磅发布全球首个下肢运动想象多模态数据集
脑卒中后每4名幸存者中就有3人面临终身瘫痪风险，其中下肢运动功能丧失直接导致患者丧失独立生活能力。传统康复训练存在"神经激活不足-动作执行低效"的恶性循环，亟待突破性解决方案。然而，开发可靠的BCI-MI系统，并借此揭示卒中恢复过程中神经可塑性的机制，需依赖大规模数据集的支持。此类数据集需满足两大需求：一是精准捕捉脑卒中患者下肢MI的脑电特征，二是包含反映康复进程的纵向数据。天津大学的研究团队通过...
2025-03-05 09:09:16
948
原创 脑机接口新方向：生物相容性纳米粒子实现神经调节与读取
从增强机动性和运动功能到改善感觉能力，脑机接口（BCI）可以通过实现无缝通信、改善认知功能和加速医学治疗的发展来扩展我们的人类能力。然而，目前侵入性和非侵入性技术存在根本性的局限性，这意味着要使消费级BCI成为普遍应用，需要开发并验证新技术。为了充分发挥脑机接口的潜力，我们需要这样一个系统：1)无线传输数据；2)不依赖于手术装置；3)保持神经组织和有效传递能量和信息所需材料之间的近端接触；4)既能...
2025-03-01 09:31:06
1061
原创 Nature Medicine | 脑机接口的扩展应用：从医疗到娱乐
近年来，脑机接口（Brain-Computer Interface, BCI）技术取得了显著进展，尤其在运动障碍患者的辅助设备研发方面展现出巨大潜力。植入式脑机接口（implantable BCI, iBCI）能够将大脑信号转化为计算机指令，使患者能够控制外部设备，从而提升他们的自主生活能力。随着技术的发展，iBCI 的应用范围正逐步从医疗扩展到娱乐。例如，最新研究显示，四肢瘫痪患者可以通过iBC...
2025-02-26 09:22:52
924
原创 Nat. Commun | 大语言模型LLM加速ALS眼动打字效率
ALS (肌萎缩性脊髓侧索硬化症) 患者常因运动能力受损而缺乏有效的沟通方式。目前，眼动追踪成为其主要人机交互界面。然而，眼动打字速度远低于正常语音速度，这给患者生活带来了负面影响。尽管脑机接口（BCI）技术提供了提高打字速度的可能，但因其侵入性限制了应用范围。加速增能和替代性沟通（AAC）中的文本输入技术对于改善严重运动障碍个体的生活质量至关重要。本文介绍了 SpeakFaster，一种基于LL...
2025-02-25 09:37:46
710
原创 脑机接口新突破：新型生物混合脑机接口旨在取代金属电极脑机接口
植入生物混合装置（绿色）数月后，神经元长入脑组织（蓝色）。Science Corp脑机接口能让瘫痪病人用意念移动电脑光标，用意念重新激活肌肉。但是这项技术的性能——例如，脑机接口用户的思想如何轻松准确地移动光标——受到与大脑通信通道数量的限制。科学公司（Science Corporation）是一家致力于开发商用脑机接口（BCI）的公司，该公司正在放弃将小型金属电极插入大脑的传统方法，转而采用基于...
2025-02-23 09:26:01
942
原创 斯坦福团队新型BCI助力瘫痪者运动恢复与娱乐体验 | Nature子刊
许多瘫痪患者，特别是脊髓损伤患者，通过视频游戏进行社交和娱乐。然而，他们在获得同伴支持、休闲活动和体育活动方面的需求仍未得到充分满足。脑机接口（BCI）作为一种潜在的运动恢复工具，逐渐被应用于复杂的视频游戏控制和社交网络等领域。然而，现有研究大多集中于单一的控制效应器系统。斯坦福大学神经外科的研究团队开发了一种基于手指的高性能脑机接口系统（iBCI），能够独立解码三个手指组，提供四个自由度。此系统...
2025-02-21 09:44:42
895
原创 失语症？科学家破解大脑隐藏的语言信号
当一个人的额叶受损，即使知道自己想表达什么，也无法说出自己的意图时，就会出现布洛卡失语症。过去用于恢复语音的脑机接口主要集中在对来自语言运动皮层的语音信号进行解码。一些研究显示，言语运动皮层以外的一些信息，如顶叶和颞叶的信息，也可能对脑机接口有用。使用额叶以外信息的能力不仅对锁定综合症患者有用，对额叶受损的患者也很有用，因为额叶受损可导致非流利性失语症或语言障碍。然而，颞叶和顶叶主要参与感知语音的...
2025-02-15 09:17:12
821
原创 脑机接口研究方向不好找？DeepSeek帮你找好了10个最前沿方向
刚踏入脑机接口领域，准备大干一场的你，是否在为选择哪个细分方向而苦恼不已？以下是DeepSeek为你整理的10个脑机接口（BCI）领域具有潜力的研究方向，涵盖技术突破、跨学科应用和伦理挑战等多个维度：1. 高分辨率神经信号解码与编码机制研究内容：开发基于深度学习的神经信号解码算法，探索神经编码动态特性（如时间依赖性、群体神经元协作）。创新点：结合脉冲神经网络（SNN）模拟生物神经元特性，提升运动意...
2025-02-06 10:57:26
763
原创 BCI控制能力的新突破：FENet神经网络特征提取 | Nature子刊
脑机接口（BCI）有望改善数百万脑损伤患者的生活质量。运动BCI技术通过将微电极阵列植入四肢瘫痪者的运动脑区，将运动意图从记录到的神经信号中解码为指令信号，从而控制计算机光标或机器人义肢。然而，这一过程尚未达到健全人所具备的精确度、速度、自由度和控制鲁棒性。为提高BCI的性能并延长植入电极的使用寿命，这迫切需要新的方法来解码大脑的功能信息。当前BCI面临设计无约束性的问题，包括有限且昂贵的训练数据...
2025-01-31 09:20:10
902
原创 重大进展 | 国际首次使用1024电极阵列脑机接口进行功能定位
近日，美国西弗吉尼亚大学（West Virginia University，WVU）医学院神经外科团队在Journal of Neural Engineering上报道了他们首次使用1024电极阵列脑机接口进行功能定位。大脑和中枢神经系统功能的定位是临床神经科学的重要方面。功能神经解剖学的经典描述为理解可识别解剖结构的功能意义奠定了基础。然而，个体之间存在显著差异，特别是在存在改变组织结构或影响功...
2025-01-30 09:26:42
361
原创 模型组合提升基于SSVEP的脑机接口性能
稳态视觉诱发电位（SSVEP）可以通过传统机器学习算法或深度学习网络进行解码。结合这两种方法有望利用各自的优势来提高基于SSVEP的脑机接口（BCI）的性能。然而，目前尚未建立一种高效的策略来整合这两种方法。近期，清华大学高小榕教授及合作团队提出一种新型的脑机接口分类框架，称为 eTRCA + sbCNN。新型框架结合了传统机器学习算法中的任务相关集合成分分析（eTRCA）和深度学习网络中的子带卷...
2025-01-25 09:33:20
988
原创 天津大学研究团队：脑控编外机器人训练后的运动学习泛化
运动学习是一项至关重要的能力，能帮助个体通过练习获得新技能或从伤病中恢复过来。“泛化”是运动学习的核心，即将已学的技能应用到新情境中。尽管已有研究探讨运动学习的泛化，但在人机协作情景下的泛化研究仍然较少。BCI（脑机接口）技术的进展为人机协作提供了新的研究方向。通过BCI技术，患者可以直接控制机器人设备来促进运动能力恢复。近期，天津大学明东教授团队通过研究BCI驱动的编外机器手指（一种可穿戴机器人...
2025-01-24 09:24:18
998
原创 微创内腔神经接口在脑和脊髓神经刺激与记录中的应用
神经技术的不断发展为诊断、管理和治疗中枢神经系统（CNS）疾病提供了全新途径。然而，这些技术在广泛应用时仍面临一些重要挑战。传统神经接口通常需要通过侵入性很高的手术，如开颅术或钻孔手术，将电极直接植入目标区域。这种方法尽管有效，但却伴随着手术风险高、对健康组织的潜在损伤以及患者恢复时间长等问题。例如，尽管深部脑刺激（DBS）已被证实在帕金森病治疗中具有显著疗效，但其应用受限于手术的高风险，仅约10...
2025-01-23 09:31:33
1041
原创 IEEE | 基于EEG的脑机接口（BCI）在自主控制中的应用研究进展
随着人工智能与神经科学技术的快速发展，脑机接口（BCI）技术正成为人机交互领域的核心研究方向之一。这种技术通过捕捉和解码大脑活动信号，实现人类对外部设备的直接控制，尤其在医疗康复、无人机导航、智能设备控制等领域展现了巨大的应用潜力。在脑机接口技术中，脑电图（EEG）作为一种非侵入式的神经信号采集手段，以其高时间分辨率、低成本和操作便捷性成为研究者的首选。EEG能够捕获大脑皮层的电活动信号，记录包括...
2025-01-13 09:20:01
1237
原创 下丘脑深脑刺激DBS增强脊髓损伤后的步态恢复 | Nature子刊
脊髓损伤（SCI）破坏了大脑到脊髓中负责步态区域的神经投射，这将导致不同程度的瘫痪。近期，一项研究旨在识别能够促进不完全脊髓损伤后步态恢复的大脑区域，并探索这些区域是否可以作为靶点进行治疗，以增强步态恢复。为此，研究者构建了一个跨时空的大脑广泛图谱，分析了不完全SCI后支持步态恢复的神经元。相关成果于2024年12月2日发表于《Nature Medicine》期刊上。全脑时空图集首先，研究学者探讨...
2025-01-07 09:43:41
738
原创 脑机接口：连接神经元与数字世界
在哈佛医学院相识二十年后，两位校友站在了利用微创神经植入改善人类健康的前沿。医学博士克雷格·默梅尔（CraigMermel），二十年前正在紧张地等待哈佛医学院的入学面试时，报纸上关于火星探测器的新闻标题引起了他的注意。那是2004年1月，飞船刚刚结束了七个月的航行，在这颗红色星球上着陆。这则新闻引发了默梅尔和另一位忐忑不安的申请者--医学博士本·拉波波特（BenRapoport）之间的对话，当...
2025-01-06 09:43:30
1289
原创 IEEE | 全息游戏：混合现实平台上游戏机制与玩家体验因素的研究
混合现实（MR）技术是近年来信息技术领域的重大突破之一，其通过空间计算将数字世界与物理世界无缝融合，实现了两个世界的实时交互。混合现实不仅在教育、医疗、建筑等领域展现出强大的应用潜力，在娱乐领域也带来了革命性的改变。例如，HoloLens 2等MR设备的出现，使得数字内容能够嵌入到真实环境中，从而增强了用户的沉浸感和交互体验。然而，目前混合现实技术在游戏领域的应用仍然相对局限。以微软的HoloLe...
2024-12-30 09:32:42
1146
原创 杭电脑机协同智能团队：用于细粒度脑语义解码的视觉引导双空间交互网络
近日，杭州电子科技大学脑机协同智能团队最新研究成果“Visual guidedDual-spatial Interaction Network for Fine-grained Brain Semantic Decoding”论文发表在国际TOP学术期刊《IEEE Transactions on Instrumentationand Measurement》上。文章链接:https://iee...
2024-12-27 09:15:55
793
原创 JBHI｜东南大学葛盛课题组提出新型模态分解算法提升SSVEP脑机接口性能
基于稳态视觉诱发电位的脑-机接口（SSVEP-BCI）因其多命令输出和高性能而被广泛应用。SSVEP的每个谐波成分各自包含独特的特征，可用于增强SSVEP-BCI的识别性能。然而，现有的子带分析方法在提取和利用SSVEP各个单独的谐波成分方面存在局限性。对此，该研究提出了一种正弦信号辅助多变量变分模态分解（SA-MVMD）算法，该算法允许使用者根据信号的特性来控制分解过程，从而更精准地提取目标信号...
2024-12-16 09:56:23
797
原创 竞技体操、足球和电子竞技运动员闭眼和睁眼静息状态下脑电图有什么差异？...
视觉系统在人类感知中至关重要，尤其对运动员表现具有较大的影响。运动员依赖视觉技能快速感知、处理和解释环境信息，做出精准决策并执行动作。不同体育项目对视觉技能的需求不同，个人运动强调视觉敏锐度和协调性，而团队运动如足球则更侧重动态反应和即时决策。电子竞技中，玩家在虚拟环境中需维持高度视觉注意力。脑电图（EEG）研究表明，运动员和非运动员在皮质激活模式上存在差异，体现运动特异性的神经适应。本研究探讨了...
2024-12-13 09:25:35
691
原创 ONIX系统推动自然行为的多模态神经记录和扰动 | Nature子刊
行为神经科学研究存在两项关键需求：一是对大规模神经群体活动进行长时间记录，二是记录动物自然状态下的行为。近年来，行为追踪和量化技术取得了重大进展，电生理记录、光学成像以及神经集群驱动技术的进步，使得活动状态下的动物神经记录成为现实。然而，记录设备的重量和电池寿命严重限制了自然活动和长时间记录的能力。近期，麻省理工学院脑与认知科学系研究人员研发了一种开源的数据采集平台，ONIX系统。ONIX具备卓越...
2024-12-08 09:34:31
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原创 一个新兴专业：脑机接口专业
【摘要】脑机接口（BCI）是一种颠覆传统人机交互的变革性技术，旨在绕过外周神经与肌肉系统在脑与计算机之间建立直接的通信与控制。随着BCI技术的快速发展及其应用需求和对BCI专业人才需求的增加，逐渐出现了一个新兴专业——BCI专业。然而，迄今为止，少有文献论述这一新兴专业的多学科性和培养方案。为此，本文首先介绍了BCI的应用需求，包括医学与非医学领域对BCI技术的需求，阐述了BCI研发的多学科性质以...
2024-12-04 09:23:31
1507
原创 天津大学李晓红团队：新型类器官-脑机接口用于脑损伤后的神经功能修复
神经回路重建对脑损伤后的修复至关重要。传统脑机接口BCI通过连接大脑与外部控制器来弥补脑丧失的功能，但在大面积空腔损伤时效果有限。大脑类器官是体外培养的三维神经组织，能够模拟神经发育与神经回路，并在宿主大脑中表现出良好的存活与轴突生长。将类器官移植到损伤区可能克服传统BCI的局限性。近期，天津大学李晓红团队结合BCI与类器官移植，开发了类器官-脑机接口（OBCI）系统。研究评估了OBCI的长期安全...
2024-12-01 09:26:36
931
原创 基于点击操作的电皮层脑机接口实现长期高效开关扫描拼写
ALS患者由于神经系统逐渐退化，通常会逐渐失去运动和言语能力，使得沟通成为难题。脑机接口（BCI）是近年来重要的研究方向之一，通过采集脑电信号并解码成指令，使得患者可以直接通过神经信号控制计算机或其他设备，实现沟通功能。尽管基于脑电图（EEG）或微电极阵列（MEA）的BCI已在一定程度上展现了可能性，但两者各自的限制（如EEG信号不稳定，MEA需要频繁校准）使得长期使用仍面临挑战。本研究旨在探讨一...
2024-11-25 09:24:29
738
原创 脑机接口公司Neuralink宣布，它已获得加拿大卫生部的批准，将进行首次国际实验...
埃隆-马斯克（Elon Musk）的脑芯片公司Neuralink已获得加拿大卫生部批准，开始为其CAN-PRIME研究招募人员。这项研究将要对Neuralink的无线脑机接口（BCI）的进行试验，旨在解读人的神经活动，这样他们就可以仅凭思维来操作电脑。该设备有超过1000个电极，由Neuralink机器人植入。完成试验预计需要四年时间。Neuralink正在寻找由于颈脊髓损伤或肌萎缩侧索硬化症（A...
2024-11-22 09:16:12
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原创 神经形态中间表示(NIR)：类脑计算的统一指令集 | Nat. Commun
近年来，神经形态计算（Neuromorphic Computing）作为一种模仿大脑计算机制的技术，受到了广泛关注。这种计算方法通过模拟神经元的动力学和突触传输过程，旨在实现更高效的计算方式，尤其是在能耗方面远超传统的冯·诺伊曼架构。神经形态计算通常依赖于硬件和软件的紧密耦合，但其多样性和复杂性使得跨平台复现模型的研究变得困难。目前，神经动力学的数学基础已经非常完备，但由于神经形态硬件和软件的多样...
2024-11-20 09:32:18
1137
原创 关键语言功能的皮质节点作为语言子网络之间的连接器
语言处理是人类认知的重要功能，涉及到多个复杂的脑区协同工作。近年来的研究表明，颞叶、额叶和顶叶等皮质区域在语言处理中的作用不可忽视。然而，语言网络中这些区域之间的协同模式以及如何参与到语言功能尚不明确。功能性磁共振成像（fMRI）常被用来研究这些区域，但由于其时空分辨率的局限，无法准确捕捉快速变化的神经活动。相比之下，脑电皮层图（ECoG）技术因其高时空分辨率，能够更精确地记录大脑活动，尤其是在探...
2024-11-16 09:29:31
809
原创 剑桥团队研发创新型神经袖套：一种微创周围神经接口技术
周围神经接口技术在在慢性神经性疼痛、运动障碍、代谢性疾病及假肢的闭环控制等领域展现出巨大潜力。与非侵入性神经接口相比，植入式神经接口能够直接接触目标神经单元，实现精确的神经活动记录与调节。然而，传统神经袖套技术面临诸多挑战，包括植入手术复杂、设备刚性大、易导致神经损伤等问题，亟需创新突破。近期，剑桥大学工程系研究团队开发出一种创新型的神经袖套。该神经袖套已通过动物实验验证，能在大鼠体内成功与坐骨神...
2024-11-13 09:42:09
836
原创 IEEE ICME 2024｜杭州电子科技大学脑机协同智能团队提出针对脑纹识别的对抗攻击新方法...
杭州电子科技大学脑机协同智能孔万增教授团队最新研究成果Time-Frequency Jointed ImperceptibleAdversarial Attack to Brainprint Recognition with Deep Learning Models发表在国际会议IEEEInternational Conference on Multimedia and Expo 2024（C...
2024-11-12 09:42:44
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原创 脑机接口医学应用的伦理考量综述 | 评论文章
脑机接口（brain-computer interface，BCI）的研发与潜在应用直接与人脑相关，可能会对用户的身心健康产生不利影响，与其相关的伦理问题，包括BCI非医学应用相关的伦理问题，特别是BCI医学应用相关的伦理问题，引起了社会的关注。本文首先评述了结果主义、义务论和德行伦理学三种伦理框架在BCI技术中的应用，然后介绍了在医学目标框架下考量BCI医学应用伦理规范。最后对BCI医学伦理规范...
2024-11-09 09:32:01
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原创 脑-机接口（BCI）的科学原理——杨帮华教授评论文“BCI范式与神经编码”
脑-机接口（Brain-Computer Interface，BCI）用户中枢神经系统产生的脑信号模式与BCI范式和神经编码紧密相关。在BCI技术系统中，BCI范式与神经编码是BCI研发的关键和重要内容之一。然而，迄今为止少有文献阐述BCI范式的定义与设计原则，以及BCI神经编码的定义与建模原则。为此，本文详细论述了这些内容，并介绍了现有主要的BCI范式与神经编码。最后讨论了BCI范式与神经编码面...
2024-11-04 09:20:10
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