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2026-09-11 00:00 论文发表 基础与方法 原文语言 EN

脑电脑机接口尝试叠加两种想象,可区分状态扩展至8类

内容概述 主动式脑机接口靠用户在脑中想象动作来发指令,无需身体实际运动,但常用的运动想象只能区分少数几种状态,可用指令有限。加拿大纽芬兰纪念大学电气与计算机工程系的研究人员让受试者同时做两件事:一边想象唱歌,一边想象动单手或双脚,称为双意象任务。研究团队记录14名健康参与者的脑电,用滤波器组共空间模式提取特征、正则化线性判别分析分类。结果显示,这类叠加想象能与各自的单一想象及静息状态区分开:3类和4类分类准确率最高达64.1%和63.0%;扩展到7类和8类时,平均准确率约55%和50%,远高于14.3%和12.5%的随机水平。作者坦言,这一准确率还不足以支撑实用的多指令脑机接口,但证明了组合想象这条路可行。
推荐理由 多数非侵入式脑机接口只能区分两三种运动想象,指令数量是它难以实用的瓶颈之一。这项研究把歌唱想象与运动想象叠加,把可区分状态推到8类,思路新在“组合”而非寻找新任务。但8类平均准确率约50%,受试者仅14名健康人,离用于瘫痪患者的日常控制还有明显距离。

脑电脑机接口尝试叠加两种想象,可区分状态扩展至8类
图片来源:Frontiers in human neuroscience,CC BY 4.0

脑机百科消息(bciwiki.com),加拿大纽芬兰纪念大学的研究人员让受试者同时进行歌唱想象与运动想象,在14名健康参与者身上,用脑电把可区分的心理状态扩展到最多8类,8类场景平均准确率约50%,显著高于12.5%的随机水平。研究发表于2026年9月11日的《Frontiers in Human Neuroscience》(PMID 42798362,DOI 10.3389/fnhum.2026.1912998)。

主动式脑机接口通过识别用户有意产生的心理任务所对应的脑活动模式,把它们转换为外部设备的指令。运动想象(想象身体部位的动作)是最常用的控制范式,但通常只能提供较少的指令。为增加可区分的心理状态,研究团队提出双意象任务,即在歌唱想象的同时,进行单手或双脚的运动想象。

数据经预处理后,研究采用滤波器组共空间模式提取特征,并用正则化线性判别分析分类器,分别在3类、4类、7类和8类场景下进行分类。3类分析检验每种双意象任务能否与构成它的两种单一任务区分;4类分析在此基础上加入静息状态;7类和8类场景则探索把可区分的控制状态扩展到6种以上的可能性。

结果显示,3类和4类场景的准确率最高分别达到64.1%和63.0%,表明双意象任务既能与其构成的单一任务区分,也能与静息状态区分。7类和8类场景的平均准确率分别约为55%和50%,显著高于对应的理论随机水平14.3%和12.5%。

作者指出,目前的准确率尚不足以支撑实用的多指令主动式脑机接口,但结果证明了对组合想象任务相关神经活动进行分类的可行性,支持用双意象范式扩展主动式脑机接口的可区分控制状态。

本文由 BCIwiki 根据公开信息撰写

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