EDN China > 技术文章 > 医疗电子 > 视频诊断与监控 > 正文
? 2016博客大赛-不限主题,寻找电子导师,大奖升级??

用“意念”操控世界!脑机接口技术详谈

2015年07月16日 ?? 收藏3

功能性核磁共振(fMRI)

由于神经细胞本身并没有储存糖类或者氧,而神经元放电必然消耗能量,因此血氧水平(blood oxygenlevel-dependent, 血氧依赖水平)可以间接反映神经元活动。给实验者播放影像,通过fMRI读取血氧信号,把已知的影像特征与血氧信号结合,从而通过机器学习得到模型,破 解大脑的视觉原理,重建实验者看到的人脸,甚至还可以读取梦境。

fMRI的缺点在于血氧变化与神经电信号并不同步,血氧信号的峰值一般比神经活动滞后6s左右。

通过血氧重建视觉的结果与原图对比,来自理论物理学家和科普作家加来道雄的演讲ppt,他表示MRI设备小型化的物理极限是手机尺寸。

功能性近红外光脑成像(fNIRS)

功能性近红外光脑成像(fNIRS),与刚才介绍的功能性磁共振成像(fMRI)类似,都是利用血流和血氧变化来测量大脑活动。区别在于fMRI利用磁阵造影成像,而fNIRS则利用血管中血红蛋白对于近红外光的散射性变化:特定光源向用户投射光线,由图像传感器通过光学窗口监测血管的图像数据,血液颜色由于氧含量的变化产生改变。

与fMRI对比,fNIRS成本较低,比如日本日立高新技术的消费级脑活动检测装置预计价格1万至1.5万日元(约合人民币507至760元),有望2016年产品化。但是fNIRS空间分辨率低。从脑活动到血流变化存在5秒左右的时间延迟,因此其实时性比上篇提到的EEG要差。并且因为依靠大脑内部的血流变化过程,难以检测大脑瞬间的变化,因此时间分辨率也较低。

类似的原理也用在了Apple watch背部的传感器,通过监测血氧来推算心率,该功能尚未开放给应用开发者。

用意念操控世界?脑机接口技术详谈

类似的原理也用在了中科微光的投影式红外血管成像仪,将皮下血管原位投影显示在皮肤表面,帮助医护人员识别患者皮下细微血管进行精准穿刺,比肉眼识别效果更好。

用意念操控世界?脑机接口技术详谈

脑磁图(MEG)

根据麦克斯韦方程,任何电流都会产生一个正交磁场。脑磁图(Magnetoencephalography ,MEG)主要通过测绘脑内神经细胞脉冲电流产生的生物磁场,来间接推算大脑内部的神经电活动。脑磁测量不容易受到介质的影响,所以空间分辨率比EEG更高。但是因为敏感度高,容易受到环境干扰,所以需要严密的电磁场屏蔽室,并且设备昂贵笨重。

在实际应用当中,MEG主要用于活动时间测量。 MEG可以解决事件具有10毫秒或更高的时间精度,而功能性磁共振成像(fMRI)依赖于血流变化,时间分辨率最高只有几百毫秒。

【分页导航】


?? ?? ??


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友
?? ??

脑机接口? 脑电图? 意念操控?

相关文章

我来评论
美国的游客
美国的游客 ??? (您将以游客身份发表,请登录 | 注册)
?
有问题请反馈