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標(biāo)題: 腦電傳感器走出實(shí)驗(yàn)室 [打印本頁]
作者: 寂靜天花板    時間: 2016-1-24 19:46
標(biāo)題: 腦電傳感器走出實(shí)驗(yàn)室
生物工程師和認(rèn)知科學(xué)家已開發(fā)出第一個便攜式64通道可穿戴大腦活動監(jiān)測系統(tǒng)，可與實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的先進(jìn)設(shè)備相媲美。' i0 _+ A) W& ~1 h( e
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這個系統(tǒng)能很好地與真實(shí)世界應(yīng)用相適應(yīng)，因?yàn)槠溲b配了腦電圖（eeg）傳感器，能提供高密度的大腦活動數(shù)據(jù)。它包含了一個64通道干電池可穿戴eeg頭盔和一個用于解釋和分析數(shù)據(jù)資料的復(fù)雜軟件。其應(yīng)用范圍很廣，從科學(xué)研究到臨床診斷都能用到。0 {! N4 f, R/ W& l
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美國雅各布斯工程學(xué)院神經(jīng)計(jì)算研究所的研究團(tuán)隊(duì)將這一成果發(fā)布在最近一期ieee《生物工程匯刊》的“可穿戴技術(shù)”特刊上。# Z% e- B7 ]  s6 _1 w- U
　　
- U$ B9 C2 s" R! N9 c% ?7 I8 l就要擺脫實(shí)驗(yàn)室“束縛”# I8 I, @5 T/ B4 R% m: h
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此項(xiàng)研究的主要目的是幫助eeg系統(tǒng)擺脫實(shí)驗(yàn)室的束縛。科學(xué)家預(yù)想，未來神經(jīng)影像系統(tǒng)可以與移動傳感器及智能手機(jī)協(xié)作，全天跟蹤大腦的狀態(tài)并增強(qiáng)大腦功能。
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% v$ t& R% F1 G+ m  W3 H1 ?+ Z他們希望未來的神經(jīng)影像學(xué)能為神經(jīng)系統(tǒng)疾病帶來新療法。該項(xiàng)研究主要開發(fā)人員、雅各布斯學(xué)院生物工程教授格爾特·考文博格斯說：“我們希望大腦能自己解決問題，目前正在避免侵入式技術(shù)，比如深層大腦刺激和處方藥物等，取而代之的是利用大腦突觸可塑性啟動自行修復(fù)程序。”) I) ~- p0 J7 v! R
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論文第一作者、加州大學(xué)圣迭戈分校領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)相關(guān)軟件的提姆·馬倫說：“腦—機(jī)接口如同智能手機(jī)一樣便捷的時刻正在來臨。”9 X  K8 r7 R4 b, t' T
　　
0 C4 j2 Y! I- t& ]6 G+ ?$ f5 T為了這一刻的來臨，傳感器需要變得不僅是可穿戴那么簡單，還要很舒適，其數(shù)據(jù)分析的算法還要能夠切斷來自外界無意義信息的干擾。這篇題為《可穿戴的腦電圖系統(tǒng)的實(shí)時神經(jīng)影像學(xué)和認(rèn)知監(jiān)測》的論文，向這個方向的探索邁出了重要的第一步。1 ~% J" ~, S3 N- o/ }) T$ k7 U. Y
　　
" _5 v, F0 c! T, W章魚形頭盔“彈性”十足0 E  E) A; ^% H, B7 a$ h) ]+ P$ c' q
　　
) e3 s1 G2 F" h8 _8 |. W. W0 w' e+ M由cognionics公司技術(shù)總監(jiān)麥克·尉遲領(lǐng)導(dǎo)的小組開發(fā)出章魚形狀的eeg頭盔，它的每一只“胳膊”都很有彈性，所以能適應(yīng)不同的頭型。“胳膊”末端的傳感器被設(shè)計(jì)成最先接觸頭皮，同時盡可能少地?fù)诫s進(jìn)干擾信號。4 R! y. G2 {  s3 q2 y/ M
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研究人員花了四年時間完善傳感器的材料配方。傳感器接觸使用者頭發(fā)的部分是用銀和碳混合的柔性襯底制作而成，這種材料允許傳感器在傳輸高質(zhì)量信號時保持彈性和持久性，其中銀/氯化銀涂層是關(guān)鍵。此外，內(nèi)置的導(dǎo)電水凝膠膜還能讓傳感器直接在裸露的皮膚表面工作。5 H& L" l5 ~0 `
　　
# z4 A2 f' h1 I3 e( a2 Q研究人員表示，下一步要提高試戴者在移動時的頭盔表現(xiàn)。畢竟，頭盔在試戴者步行時捕捉信號很可靠，但在奔跑等劇烈活動時則表現(xiàn)欠佳。9 Y, z$ I) K4 a. B7 w, N5 ~2 O
　　
3 S- O3 ~  f9 y5 I數(shù)據(jù)分析軟件“降噪”好( [  I7 |+ f* Y- E3 {" c
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分析頭盔所捕捉數(shù)據(jù)的軟件是由馬倫領(lǐng)導(dǎo)的小組開發(fā)的。在腦電圖數(shù)據(jù)中，大腦信號需要與干擾信號分離開。從大腦發(fā)出來的微弱電流通常很容易被試戴者走動、說話等高振幅的信號所干擾。
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研究人員為此設(shè)計(jì)了一個算法，能夠?qū)崟r將這兩類信號區(qū)分開來，將試戴者休息時候的數(shù)據(jù)與動態(tài)數(shù)據(jù)對比，不符合要求的直接被當(dāng)做噪音處理掉，進(jìn)而獲得比較干凈的單純大腦信號數(shù)據(jù)。
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$ ^7 P. {% f: }但數(shù)據(jù)分析并不止于此。研究人員利用已知的大腦解剖信息和收集來的數(shù)據(jù)信息，能夠?qū)崟r追蹤從大腦不同區(qū)域交互產(chǎn)生的信號，建立一個不斷變化的大腦活動網(wǎng)絡(luò)圖。然后，他們讓計(jì)算機(jī)連接大腦活動的特殊網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而學(xué)習(xí)大腦的認(rèn)知和行為模式。
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/ l8 v" t6 K$ ~/ ?馬倫說：“這一領(lǐng)域的最高境界，就是以思想的速度跟蹤分布式大腦網(wǎng)絡(luò)的變化。我們已經(jīng)接近這個目標(biāo)，但還沒有奪取這個‘圣杯’。”
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創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)公司受“追捧”
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# L/ |, i( ~+ t1 j" A" g4 @( W& D0 h% `尉遲和馬倫為此都創(chuàng)建了自己的大腦科技商業(yè)公司。4 m1 q: U! f: P& Z, x' P
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尉遲的公司名為cognionics，將頭盔賣給研究機(jī)構(gòu)，這種頭盔在神經(jīng)反饋專家那里也很受歡迎，這一領(lǐng)域研究的最終目的，是讓頭盔走進(jìn)診所幫助診斷中風(fēng)和癲癇等疾病。
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4 S/ u9 i, w. n馬倫的創(chuàng)業(yè)公司名為qusp，已經(jīng)開發(fā)出了基于云計(jì)算的軟件平臺，能夠提供連續(xù)的、實(shí)時的大腦和身體信號解析，其目標(biāo)是讓腦—機(jī)接口和先進(jìn)的信號處理方法更容易與多種多樣的日常應(yīng)用和可穿戴設(shè)備相適應(yīng)。) G# t. i% r0 N
　　
9 u! k  c# K& G在美國國防部高級研究計(jì)劃局（darpa）的資助下，cognionics正在開發(fā)升級版的eeg系統(tǒng)，而qusp則在開發(fā)更加易于快速設(shè)計(jì)和分析大腦信號的圖形軟件。
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  M3 r$ d4 N/ T+ ^7 k考文博格斯認(rèn)為，這些創(chuàng)新企業(yè)的努力，正是幫助雅各布斯工程學(xué)院神經(jīng)計(jì)算研究所擺脫實(shí)驗(yàn)室“束縛”的成功實(shí)踐。
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作者: 劉嵩    時間: 2016-1-24 20:16
假肢行業(yè)會興起？
作者: 劉嵩    時間: 2016-1-31 09:55
本帖最后由 劉嵩 于 2016-1-31 09:57 編輯
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作者: 劉嵩    時間: 2016-1-31 09:58
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