腦電控制與人機(jī)交互

基于腦電波控制的人體運(yùn)動(dòng)辨識(shí)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(rèn)知科學(xué)腦電分析與腦--機(jī)接口信息安全與身份識(shí)別腦電波音樂α冥想波

θ睡眠波

β醒腦波隨著對(duì)腦電信號(hào)研究的不斷加深，腦電信號(hào)在生活中的應(yīng)用越來越廣泛，大致體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：在認(rèn)知科學(xué)、生理學(xué)、精神學(xué)方面，腦電信號(hào)具有廣闊的學(xué)術(shù)價(jià)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(hào)特征，可以了解腦電的不同工作機(jī)制。在工程應(yīng)用方面，利用腦電波信號(hào)實(shí)現(xiàn)人腦—計(jì)算機(jī)接口（BCI）。由于BCI系統(tǒng)不需要使用者發(fā)出聲音或做出動(dòng)作，也不需要依賴于人體的肌肉和神經(jīng)就可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互、幫助有運(yùn)動(dòng)障礙的人提高他們的生活質(zhì)量。例如光標(biāo)、輪椅、機(jī)械手臂等的應(yīng)用。在臨床診斷方面，腦電信號(hào)包含大量的生理與病理信息，對(duì)其作深入的研究有助于臨床醫(yī)生提高對(duì)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(shí)對(duì)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(yán)重化、以及社會(huì)老齡化問題，比如癲病的發(fā)病率就高達(dá)約15%，這就迫使我們要加強(qiáng)對(duì)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(yùn)動(dòng)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(jī)器人動(dòng)了起來。南開大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)展示了如何利用腦電波信號(hào)控制調(diào)整汽車的前進(jìn)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(dòng)，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(hào)的應(yīng)用越來越廣。一般認(rèn)為，腦電信號(hào)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(hào)的幅值十分微小，加上人體又是電的不良導(dǎo)體，腦電信號(hào)源的輸出阻抗很高，這對(duì)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(qiáng)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(hào)大的多的毫伏級(jí)的肌電信號(hào)。所以說如何在強(qiáng)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(jí)的信號(hào)是構(gòu)建腦機(jī)接口實(shí)驗(yàn)平臺(tái)成敗的關(guān)鍵。NeuroSkyInteraXonEpocInsight14個(gè)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(gè)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(shí)自己召喚出近似δ波狀態(tài)，就能很快地?cái)[脫失眠而進(jìn)入深沉睡眠。θ波：深度放松、無壓力的潛意識(shí)狀態(tài)（范圍4-8HZ）對(duì)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(fèi)最少，相對(duì)的腦部獲得的能量較高，運(yùn)作就會(huì)更加快速、順暢、敏銳。α波被認(rèn)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(shí)的腦波狀態(tài)（范圍14HZ以上）

人們清醒時(shí)，大部分時(shí)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)，