腦電控制與人機交互

基于腦電波控制的人體運動辨識學(xué)院：姓名：導(dǎo)師：應(yīng)用領(lǐng)域醫(yī)療教育娛樂臨床神經(jīng)和精神疾病診斷腦電分析與認知科學(xué)腦電分析與腦--機接口信息安全與身份識別腦電波音樂α冥想波

θ睡眠波

β醒腦波隨著對腦電信號研究的不斷加深，腦電信號在生活中的應(yīng)用越來越廣泛，大致體現(xiàn)在以下幾個方面：在認知科學(xué)、生理學(xué)、精神學(xué)方面，腦電信號具有廣闊的學(xué)術(shù)價值和應(yīng)用前景。通過研究人體處于不同生理狀態(tài)和不同腦電功能狀態(tài)的腦電信號特征，可以了解腦電的不同工作機制。在工程應(yīng)用方面，利用腦電波信號實現(xiàn)人腦—計算機接口（BCI）。由于BCI系統(tǒng)不需要使用者發(fā)出聲音或做出動作，也不需要依賴于人體的肌肉和神經(jīng)就可以實現(xiàn)人機交互、幫助有運動障礙的人提高他們的生活質(zhì)量。例如光標(biāo)、輪椅、機械手臂等的應(yīng)用。在臨床診斷方面，腦電信號包含大量的生理與病理信息，對其作深入的研究有助于臨床醫(yī)生提高對大腦神經(jīng)系統(tǒng)損傷病變診斷和檢測的可靠性和準(zhǔn)確性，同時對于腦疾病診斷和檢測提供了有效的手段。各種腦疾患和神經(jīng)系統(tǒng)疾患問題的增多和嚴重化、以及社會老齡化問題，比如癲病的發(fā)病率就高達約15%，這就迫使我們要加強對腦科學(xué)的研究。目前國內(nèi)外研究現(xiàn)狀日本大阪大學(xué)研究人員在美國《神經(jīng)學(xué)》雜志網(wǎng)絡(luò)版上發(fā)表論文說，他們利用安裝在運動麻痹患者腦部表面的電極，成功讀取患者的腦電波，推測出其意圖，從而使作為假肢的機器人動了起來。南開大學(xué)的研究團隊展示了如何利用腦電波信號控制調(diào)整汽車的前進方向，以及后退、停車、鎖車和開鎖等操作。1929年德國精神科教授HansBerger首次記錄并正確描述腦電活動，并命名為(Electroencephalo．graph，EEG)，長期以來腦電圖主要應(yīng)用于臨床神經(jīng)診斷學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)的研究。近年來隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，腦電信號的應(yīng)用越來越廣。一般認為，腦電信號是由大腦皮質(zhì)神經(jīng)元突觸后電位總和而形成。人體的腦電信號的幅值十分微小，加上人體又是電的不良導(dǎo)體，腦電信號源的輸出阻抗很高，這對腦電放大器和腦電電極以及安置方法等各方面都提出了很高要求。由于接觸電阻和測量導(dǎo)線的包圍將引入較強的工頻干擾，在普通的測量環(huán)境中尤為明顯。腦電的測量方法將不可避免的引入幅值比腦電信號大的多的毫伏級的肌電信號。所以說如何在強噪聲背景(信噪比通常低于-10dB)、高內(nèi)阻的條件下提取微伏級的信號是構(gòu)建腦機接口實驗平臺成敗的關(guān)鍵。NeuroSkyInteraXonEpocInsight14個檢測電極位置：AF3，F(xiàn)7，F(xiàn)3，F(xiàn)C5，T7，P7，O1，O2，P8，T8，F(xiàn)C6，F(xiàn)4，F(xiàn)8，AF42個參考電極：A1，A2腦電波

主要分類δ波：深度睡眠腦波狀態(tài)（范圍0.5-3HZ）

人的睡眠品質(zhì)好壞與δ波有非常直接的關(guān)系。δ波睡眠是一種很深沉的睡眠狀態(tài)，如果在輾轉(zhuǎn)難眠時自己召喚出近似δ波狀態(tài)，就能很快地擺脫失眠而進入深沉睡眠。θ波：深度放松、無壓力的潛意識狀態(tài)（范圍4-8HZ）對于外界的信息呈現(xiàn)高度的受暗示狀態(tài)，即被催眠狀態(tài)。α波：學(xué)習(xí)與思考的最佳腦波狀態(tài)（范圍8-13HZ）

在這種狀態(tài)下，身心能量耗費最少，相對的腦部獲得的能量較高，運作就會更加快速、順暢、敏銳。α波被認為是人們學(xué)習(xí)與思考的最佳腦波狀態(tài)。β波：緊張、壓力、腦疲勞時的腦波狀態(tài)（范圍14HZ以上）

人們清醒時，大部分時間大腦頻率處于β波狀態(tài)。隨著β波的增加，身體逐漸呈緊張狀態(tài)，