腦電波技術(shù)原理簡(jiǎn)介

1、腦電波技術(shù)原理簡(jiǎn)介神經(jīng)產(chǎn)生腦電波人的大腦是由數(shù)以萬(wàn)計(jì)的針尖大小的神經(jīng)交錯(cuò)構(gòu)成的。神經(jīng)相互作用時(shí)，腦電波模式就表 現(xiàn)為思維狀態(tài)，像是計(jì)算數(shù)學(xué)時(shí)的專(zhuān)注等情緒狀態(tài)。人的大腦平均每天產(chǎn)生7萬(wàn)個(gè)想法。而且，每次神經(jīng)活動(dòng)時(shí)都會(huì)產(chǎn)生輕微的放電，放出的電通過(guò)腦電波技術(shù)（醫(yī)學(xué)上稱(chēng)為腦電 圖）就可以測(cè)量得到。單個(gè)神經(jīng)產(chǎn)生的放電是很難從頭皮外測(cè)量到的。但是許多神經(jīng)共同 放電產(chǎn)生的集體電波是可以測(cè)量得到的。因此，我們測(cè)量到的大腦狀態(tài)是由許多神經(jīng)共同 放電產(chǎn)生的集體神經(jīng)活動(dòng)決定的。經(jīng)過(guò)一個(gè)世紀(jì)的實(shí)驗(yàn)，神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)領(lǐng)域的專(zhuān)家們已經(jīng)定義了大腦中控制具體活動(dòng)的部位。 比如，控制四肢的區(qū)域位于大腦的頂部。而負(fù)責(zé)視力的區(qū)域則位于

2、大腦的后部。從進(jìn)化論 的角度看，大多數(shù)動(dòng)物的大腦也具備這些功能。隨著人衍化為較高級(jí)的物種，大腦前額處 的皮質(zhì)產(chǎn)生了更高級(jí)的思維。人的情緒，精神狀態(tài)及專(zhuān)注狀態(tài)都受這個(gè)區(qū)域的控制。因此 NeuroSky（神念科技）把傳感器的主要位置設(shè)置在了前額的 FP1處。不同的神經(jīng)活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生不同的腦波模式，從而表現(xiàn)為不同的大腦狀態(tài)。不同的腦波模式會(huì)發(fā)出不同振幅和頻率的腦電波。例如，當(dāng)腦波位于12到30Hz之間時(shí)，即Beta波，表示大腦正處于專(zhuān)注狀態(tài)。當(dāng)腦波在8到12Hz時(shí)，即Alpha波，表明大腦正處于平靜放松的狀態(tài)。除了腦波外，肌肉的收縮也會(huì)產(chǎn)生不同模式的波動(dòng)，稱(chēng)之為肌電圖。NeuroSky（神念科技）的設(shè)備

3、可以檢測(cè)到像眨眼等肌肉運(yùn)動(dòng)，從而在測(cè)量腦電波時(shí)可以把肌肉產(chǎn)生的電波 過(guò)濾掉。Ne u pSky （神念科技的專(zhuān)業(yè)技術(shù)雖然NeuroSky（神念科技）的設(shè)備只在前額 FP1處安裝有一個(gè)傳感器以增加使用的靈活性, 但我們的設(shè)備可以同時(shí)檢測(cè)到多種大腦狀態(tài)。這是因?yàn)槟X波實(shí)際上和聲波的原理是一樣的。 聲波借助揚(yáng)聲器向外傳播后，我們就可以用一只耳朵聽(tīng)到音樂(lè)會(huì)的全部聲音。所有的電氣設(shè)備，包括電腦，燈泡，插座等都會(huì)產(chǎn)生不同程度的噪音。這種噪音對(duì)我們獲 取到準(zhǔn)確的腦電波會(huì)產(chǎn)生阻礙作用。結(jié)果是，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室里的腦電波設(shè)備在還沒(méi)有給人 檢測(cè)時(shí)就已經(jīng)受到這些外界噪音的影響了。從這些干擾噪音里準(zhǔn)確的捕捉到人的腦波就好

4、像從體育場(chǎng)外要聽(tīng)場(chǎng)內(nèi)喧鬧的球賽場(chǎng)上一個(gè)人的談話一樣困難。過(guò)去為解決這個(gè)問(wèn)題，腦 電波測(cè)量要在一個(gè)要求特別高的環(huán)境中進(jìn)行，沒(méi)有燈光，沒(méi)有其他設(shè)備來(lái)干擾腦電波信號(hào)。 為提高腦電波信號(hào)的質(zhì)量，傳感器通常還會(huì)使用醫(yī)療凝膠來(lái)提高導(dǎo)電性?，F(xiàn)在腦電波技術(shù) 逐漸走出實(shí)驗(yàn)室走向了普通消費(fèi)者的家庭，然而大部分的家庭都沒(méi)有符合要求的不含任何 照明設(shè)備的房間，而且大多數(shù)人也不想每次使用腦電波設(shè)備時(shí)都要帶著一個(gè)濕的導(dǎo)電凝膠。 NeuroSky（神念科技）的設(shè)備使用的是不帶凝膠的傳感器，并且可以應(yīng)用在嘈雜的環(huán)境中。NeuroSky（神念科技）的專(zhuān)利技術(shù)包括噪音過(guò)濾。信號(hào)放大技術(shù)讓原始腦波信號(hào)更加的清晰。 噪音過(guò)濾技術(shù)可以

5、去除掉肌肉，脈搏和電氣設(shè)備發(fā)出的噪音。濾波器可以過(guò)濾掉來(lái)自電網(wǎng) 中50-60HZ之間的干擾噪音。 噪音過(guò)濾技術(shù)一直是 NeuroSky（神念科技）的研發(fā)重點(diǎn)，相信 這項(xiàng)技術(shù)會(huì)在我們的未來(lái)產(chǎn)品中有更好的應(yīng)用。我們的專(zhuān)利技術(shù)還包括電力工程。要把腦電波信號(hào)從干擾噪音中區(qū)分出來(lái)需要一個(gè)參考電 極和電路接地系統(tǒng)。電路接地系統(tǒng)讓人體電壓與耳機(jī)的電壓持平，參考電極通過(guò)共態(tài)抑制 過(guò)濾掉周?chē)沫h(huán)境噪音。NeuroSky（神念科技）的設(shè)備的參考電極和電路接地系統(tǒng)大多是通過(guò)人的耳朵連接的。所以使用NeuroSky（神念科技）的設(shè)備時(shí)一定要確認(rèn)耳部的接觸是良好 的。塑經(jīng)系疑科學(xué)神經(jīng)中電信號(hào)的傳輸并不像其在電線中那樣穿

6、行，也沒(méi)有電源來(lái)補(bǔ)充電力。然而每根神經(jīng) 都會(huì)自己產(chǎn)生放電。每一次電信號(hào)到達(dá)神經(jīng)末梢時(shí)，都會(huì)放出化學(xué)物質(zhì)，告訴周?chē)纳窠?jīng) 產(chǎn)生自己的電信號(hào)。這些電信號(hào)稱(chēng)之為動(dòng)作電位”，當(dāng)神經(jīng)產(chǎn)生電信號(hào)時(shí)，就會(huì)有相應(yīng)的腦波活動(dòng)產(chǎn)生。原子和分子都會(huì)產(chǎn)生正負(fù)電荷，這些帶電粒子稱(chēng)之為離子，正負(fù)離子也像兩個(gè)磁鐵上的正 負(fù)極一樣連在一起。當(dāng)沒(méi)有信號(hào)傳輸時(shí)，神經(jīng)會(huì)用脈把正離子輸送到細(xì)胞外。這些脈需要 大量的能量因?yàn)檎x子還要返回到目前帶負(fù)電荷的細(xì)胞中。脈所需的能量來(lái)自于三磷酸腺 苷，三磷酸腺苷是把能量傳輸?shù)饺砑∪獾姆肿?。熱力學(xué)第一定律表明能量只能被改變，不能被創(chuàng)造及消滅。脈上的能量就被存儲(chǔ)為細(xì)胞核 內(nèi)外間的電荷差。但是當(dāng)陽(yáng)

7、離子流動(dòng)到細(xì)胞并消除了電荷差后，存儲(chǔ)的能量就會(huì)以波動(dòng)的 形式釋放出來(lái)。正如海洋中小的波浪匯合成大的波濤一樣，成千上萬(wàn)的神經(jīng)同時(shí)活動(dòng)也會(huì) 形成大的腦波。神念科技的設(shè)備就能測(cè)量得到這些腦波。大腦通過(guò)其可塑性進(jìn)行學(xué)習(xí)大腦的可塑性就是神經(jīng)之間可以產(chǎn)生新的連接，丟掉舊的連接。簡(jiǎn)單來(lái)講，人們之所以可 以把事物聯(lián)系起來(lái)，是因?yàn)楫?dāng)神經(jīng)同時(shí)活動(dòng)時(shí)，它們就會(huì)聯(lián)系在一起，反之亦然。當(dāng)人根據(jù)NeuroSky （神念科技）的設(shè)備要求產(chǎn)生特定的腦電波時(shí)，就會(huì)不自覺(jué)的強(qiáng)化有益的大 腦狀態(tài)相關(guān)的神經(jīng)群之間的聯(lián)系。久而久之用戶就能隨心所欲的產(chǎn)生這些有益的大腦狀態(tài)。腦機(jī)接口技術(shù)I腦機(jī)接口技術(shù)可以把電生理學(xué)活動(dòng)或有機(jī)器官的神經(jīng)系統(tǒng)

8、的代謝速率轉(zhuǎn)化為機(jī)械裝置可以 識(shí)別的信號(hào)。腦機(jī)接口技術(shù)在一個(gè)世紀(jì)前就引起了人們的想象；伴隨著百變星君電視 劇出生的高峰生育兒們大都在受傷后配備了神經(jīng)假肢。早在1908年，Le Nyctalope ，有爭(zhēng)議的第一個(gè)超級(jí)英雄，是文學(xué)作品中出現(xiàn)的第一個(gè)使用了腦機(jī)接口技術(shù)的人?，F(xiàn)在腦機(jī) 接口技術(shù)不再是小說(shuō)中虛構(gòu)的情節(jié)，事實(shí)上這種技術(shù)的研究在20世紀(jì)最后十年非常盛行，人類(lèi)，非人類(lèi)及嚙齒動(dòng)物通過(guò)神經(jīng)活動(dòng)就可以直接和電氣設(shè)備進(jìn)行交流。盡管目前對(duì)腦機(jī)接口技術(shù)的研究很盛行，但幾年前我們還很難找到低于上千美元的設(shè)備來(lái) 記錄中樞神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)并用它來(lái)控制電子設(shè)備。神急科按腦電波技術(shù)引領(lǐng)世界腦機(jī)接口技術(shù)NeuroSky

9、（神念科技）是把腦機(jī)接口技術(shù)帶出實(shí)驗(yàn)室，帶給大眾的世界先驅(qū)者。隨著神念技 術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在任何人在自己家里都可以僅僅利用思維來(lái)控制電子設(shè)備。研究機(jī)構(gòu)可以收 集到高精確的大腦功能的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。企業(yè)還可以把我們的腦機(jī)接口技術(shù)應(yīng)用到他們自己的 產(chǎn)品中。NeuroSky（神念科技）的設(shè)備價(jià)格便宜，易于攜帶，并且是無(wú)線連接。市場(chǎng)上大多數(shù)采用了 腦電波技術(shù)的設(shè)備本質(zhì)上都不再是醫(yī)療腦電圖。NeuroSky（神念科技）設(shè)備的核心技術(shù)都是我們自己研發(fā)的。我們自己生產(chǎn)的芯片可以幫助過(guò)濾掉外界的干擾噪音，從而更有效的測(cè) 量到神經(jīng)活動(dòng)，而且測(cè)量的精確度可以達(dá)到科研用的腦電圖的96%，而成本價(jià)格卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于科研用的腦電圖設(shè)備

10、。許多公司都聲稱(chēng)自己第一個(gè)研發(fā)出了適合大眾市場(chǎng)的腦電。但事實(shí)上，In teractive Productline才是第一個(gè)。雖然 NeuroSky （神念科技）為大眾市場(chǎng)研發(fā)出了第一臺(tái)低于1000美元的腦機(jī)接口設(shè)備，然而我們公司的核心產(chǎn)品是傳感器芯片。它是每一個(gè)腦機(jī)接口產(chǎn)品的基 礎(chǔ)。NeuroSky （神念科技）讓那些在腦電圖技術(shù)方面沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)也可以把此技術(shù)應(yīng)用 到他們的產(chǎn)品中。NuroSky（旳念科技）的枚術(shù)羞彈檢測(cè)出坐思維內(nèi)容NeuroSky（神念科技）的技術(shù)檢測(cè)到得是您的思維狀態(tài)，而非具體內(nèi)容 所有NeuroSky（神念科技）的技術(shù)都是單向的； 也就是說(shuō)我們只能把從大腦檢測(cè)到的信息傳

11、 送給設(shè)備，反過(guò)來(lái)是不可行的。單純的利用神念的產(chǎn)品來(lái)控制人的具體想法是不可能的。但我們可以通過(guò)訓(xùn)練讓孩子的大腦快速進(jìn)入適合學(xué)習(xí)的思維狀態(tài)，從而提高他們的學(xué)習(xí)成 績(jī)。也就是說(shuō)，經(jīng)常使用神念的產(chǎn)品可以讓你很容易的進(jìn)入某種狀態(tài)，如幫助你的大腦在 數(shù)學(xué)考試中迅速進(jìn)入適合研究數(shù)學(xué)的狀態(tài)。安全至上NeuroSky（神念科技）的傳感器只能接收到大腦不斷發(fā)送出的腦波不會(huì)把信號(hào)灌入大腦。另 外，要盡量減少無(wú)線信號(hào)的數(shù)量，避免它們自身干擾到腦電波的記錄。若把NeuroSky（神念科技）的設(shè)備產(chǎn)生的無(wú)線信號(hào)與無(wú)線手機(jī)產(chǎn)生的信號(hào)相比較的話，后者聽(tīng)起來(lái)就像是飛機(jī) 的發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的噪音。其他生物傳感開(kāi)皮膚電反應(yīng)技術(shù)為公眾所用已有十余年，但眾所知的是其在測(cè)謊儀”上的使用。容易與腦電波技術(shù)相混淆的是，皮膚電反應(yīng)可以通過(guò)測(cè)量皮膚上的電阻粗略估計(jì)小范圍內(nèi)的大腦狀 態(tài)。在情緒激發(fā)的狀態(tài)下，皮膚的導(dǎo)電性會(huì)隨大腦產(chǎn)生的荷爾蒙變化而變化；（皮膚電反 應(yīng)不能分辨出不同形式的激發(fā)狀態(tài)，如生氣，害怕，吃驚反應(yīng)及性喚起等）我們應(yīng)該知道皮膚電反應(yīng)不能直接測(cè)量出大腦所處的狀態(tài)，但卻會(huì)直接影響