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最近动态

2026 年 9 月

单通道脑电去噪新框架SPAR-EEG:P300拼写准确率提升7.8个百分点

可穿戴神经技术与脑机接口应用,包括辅助交互界面和临床监测,都希望用上单通道脑电,因为电极少、佩戴负担轻。但单通道脑电信号中的肌电、眼电和运动伪迹难以去除,尤其在缺少辅助通道、伪迹标签或人工挑选的干净基线片段时。SPAR-EEG框架无需这些额外条件,对每个脑电分段施加三段针对特定伪迹的衰减处理:基于变分模态分解的一段处理高频肌电爆发,基于奇异谱分析的两段分别处理眨眼样眼电瞬变和缓慢运动漂移。它在26个信噪比水平上均取得最优伪迹区信噪比改善,并在仅用FP1和FP2两个导联的P300拼写任务中把最终准确率提高7.8个百分点。
推荐理由 单通道脑电是可穿戴脑机接口走向日常使用的关键,但伪迹去除一直依赖额外电极或人工标注。SPAR-EEG用三种针对性的衰减处理分别对付肌电、眨眼和运动漂移,在公开基准和真实运动场景下都取得改善,说明低负担、易受运动干扰的场景可能不再需要多通道硬件。

Ceribell脑电分析软件获美国FDA 510(k)许可

美国医疗器械公司Ceribell的“Ceribell EEG Analysis Software”获得美国食品药品监督管理局(FDA)510(k)许可,审评结论为与已上市产品“实质等同”。这款软件对脑电信号做定量分析,FDA将其归为II类器械,归口神经科审评。510(k)是美国中等风险器械上市前的常规路径,只需证明与已有产品同等安全有效,不同于高风险器械所需的上市前批准。FDA公开的审评记录未说明软件的具体适应证和分析功能。
推荐理由 这是一次常规的510(k)许可:审评结论是与已上市产品实质等同,而不是新型器械获批。FDA公开记录只列了分类信息,没有写软件的用途和性能,许可编号为K261712,具体适应证要看Ceribell后续公布的材料。

昆明理工大学等团队提出脑机接口统一理论框架,给出可解码条件与性能上下限

脑机接口的硬件和算法进步很快,但“到底能从脑信号里读出多少意图、误差最低能降到多少”一直缺少系统的理论回答。这篇论文把整个脑机接口系统看成一个闭环的随机过程:人产生意图,大脑把意图编码成神经活动,设备采集信号,算法做统计判断,再把结果反馈给使用者。在此基础上,研究者用信息论和统计决策理论推出几条基本定理,分别描述意图在什么条件下可以被解码、可观测信息的上限、最优解码误差的下限,以及闭环学习能否收敛;又总结出信噪比、类别可分性、信号随时间漂移等因素带来的约束。作者以四类SSVEP脑机接口(让用户注视不同频率闪烁目标的范式)作为理论案例,演示这套框架如何落到具体设计建议上。该工作为纯理论推导,未报告新的实验数据。
推荐理由 多数脑机接口论文报告某个算法把准确率提高了多少,这篇则试图回答准确率理论上能到多高、受哪些因素限制。框架目前只在四类SSVEP范式上做了理论演示,尚未用实测数据检验,能否推广到运动想象或植入式系统还有待验证。

成人探索研究发现脑机接口学习表现与阅读进步相关

研究者开发了一种结合听觉输入与视觉反馈的非侵入式脑机接口,通过头皮脑电采集信号,目标是改善发展性阅读障碍相关的语音加工,并首先在有、无阅读障碍的成人中测试。参与者完成16次训练,前后接受语音意识和阅读能力评估。在学会使用脑机接口的参与者中,包括阅读障碍组和控制组,离线脑机接口分数与非词阅读能力的提高显著相关;脑机接口学习表现还与真实单词阅读及声音振幅上升时间辨别能力的改善显著相关。这些关联不能证明训练导致阅读改善,也不能直接外推至婴儿或儿童。本研究为预印本,尚未经同行评审。
推荐理由 研究同时评估了在线和离线学习表现,后者可去除更多潜在脑电伪迹。非词阅读关联来自离线分数,且适用于学会使用脑机接口的参与者;这两个条件影响对结果的理解。

抓握想象研究发现,四肢瘫痪参与者脑中可分别编码手形与物体属性

三名四肢瘫痪参与者在想象操作物体时,多个脑区的神经活动都表征了抓握时的整只手构型。研究还发现,后顶叶皮层可同时编码抓握与物体属性,且主要由彼此不同的神经元亚群承担。抓握相关活动随运动规划、想象执行及物体是否存在而变化;部分脑区在运动规划阶段还表征了物体形状。作者认为,区分手形与物体信息可能有助于脑机接口更稳定地控制抓握,但研究任务是运动想象,不能据此认定参与者已恢复手部功能或机器人抓握性能已获改善。该研究为未经同行评审的预印本。
推荐理由 物体信息与抓握信息在脑中如何共存,是这项研究的具体切入点。后顶叶皮层中两类信息主要由不同神经元亚群编码,为研究如何区分两者提供了线索,而非直接证明某种控制方案更好。

神经行波分析新方法在狨猴与人类脑电中识别相反传播模式

研究人员提出一种神经行波分析框架,并在狨猴皮层脑电和人类脑电数据中识别出沿相反方向传播的活动模式。这些行波集中在特定的空间和时间频率范围,涉及alpha及低beta频段,传播速度被作者评估为符合生理范围。新框架同时分析时间频率、空间频率与传播方向,可适用于不规则传感器布局,并帮助区分传播的波与驻波。研究还提出用于单次试验检测的方法。结果涉及动物和人类神经信号分析,不代表脑机接口控制性能或临床效果已获改善;该研究为未经同行评审的预印本。
推荐理由 不同位置同步起伏的脑活动,不一定意味着波正在传播。这项研究通过相位变化与方向特征区分传播模式、同相活动和驻波,重点是让行波检测更明确,而非只寻找看起来移动的信号。

单个皮层脑电植入体同时解码语音和手势,3名瘫痪患者借此驱动虚拟化身

瘫痪患者往往同时失去说话和做手势的能力,而以往的脑机接口大多只解码其中一种。加州大学旧金山分校研究团队发现,仅用一个贴在大脑皮层表面的高密度电极植入体,就能同时读出患者想说的话和想做的手势。3名瘫痪参与者尝试说话、做手势,或两者同时进行,就能控制一个按本人定制的虚拟化身。研究人员还发现,模型同时用单独动作和同时动作的数据训练,在各种场景下表现都更好。这项研究表明,一个植入体可以同时控制多种动作输出,让脑机接口的交流方式更接近自然对话。
推荐理由 以往的语音脑机接口和手势脑机接口各做各的,这项研究用同一个植入体把两者合在一起,患者说话时可以同时配上手势,更接近日常交流。不过研究只有3名参与者,输出对象是屏幕上的虚拟化身,离驱动真实设备和日常使用还有距离。

MINTS研究方案拟让卒中患者在家开展运动想象训练

MINTS研究方案拟纳入21名卒中后至少6个月、仍有上肢运动障碍的患者,在家开展14次运动想象神经反馈训练,即想象动作并接收脑活动反馈。训练使用移动脑电,每隔一天进行一次。研究采用单组设计,在各人长度不同的训练前观察期及训练期间反复测量,追踪脑活动与运动表现的变化。主要评估脑电活动及反映脑功能连接的指标,同时结合脑成像、运动功能测试和日常活动监测,并设置探索性3个月随访。这是一项尚未经同行评审的研究方案,尚无训练效果数据。
推荐理由 方案不只在训练前后测一次,还在基线期和训练期反复记录握力、静息态脑电及运动想象任务表现。这样的时间序列是研究重点,用于观察神经与行为变化在何时出现、如何演变。

脑电与脑磁联合解码想象动作,中位准确率达79.4%

研究者提出两阶段学习框架FUSE,将同步记录的脑电与脑磁信号用于运动想象分类,并在20名参与者的数据上评估。与传统手工频谱特征相比,学习得到的表征使中位分类准确率从73.4%提高至79.4%。联合使用两类信号的中位准确率也高于仅用脑磁的68.0%和仅用脑电的76.5%,但相对脑电的增幅较小。研究还测试了跨参与者迁移:超过一半的跨受试者模型,与对应的受试者专属模型相比,准确率差距在1个百分点以内。结果涉及信号分类与表征迁移,并非临床疗效验证。本研究为预印本,尚未经同行评审。
推荐理由 这项研究把学习信号表征与执行分类分开:第一阶段学习完成后,编码器保持冻结,不再为下游任务调整。这样的设计让研究能够检验已学到的特征能否复用,而不只是比较不同分类模型的得分。

跨脑区波形预测覆盖56条通路,精度高于13种对照模型

研究人员提出跨脑区信号转换框架NeuroGate,尝试用一个已记录脑区的信号,预测另一个未记录脑区的波形。在涵盖啮齿动物局部场电位、人类立体定向脑电和皮层脑电,以及头皮脑电的56条通路上,其波形预测精度优于13个深度学习和线性基线模型。研究还通过沉默梨状皮层输出检验预测方向性:梨状皮层至嗅球的预测在全部8轮交叉验证中失效,反向预测则得以保留。作者认为,这一结果与单突触解剖结构相符,并展示了评估记录信号冗余、检验方向性转换的应用。本研究为预印本,尚未经同行评审。
推荐理由 这项研究不只比较预测精度,还通过干预脑区输出,检查两个方向的预测是否出现不同变化。这样的检验把波形预测与神经回路实验联系起来,但不能据此将预测波形视为对未记录脑区的直接测量。

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