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2026 年 10 月

Precision Neuroscience公布基于70名患者记录的神经系统图谱

Precision Neuroscience公布了一项人体中枢神经系统图谱研究,汇集12家学术医疗中心70名患者的高分辨率表面电信号记录,覆盖多个脑皮层区域、脑干及脊髓结构。公司称,图谱包含超过180小时的同步神经与行为数据,可用于研究不同患者和区域的神经活动,并展示了运动解码、口语词汇分类和8种面部表情分类等结果。这70名患者是手稿描述的队列;截至公告发布时,植入该公司系统的患者总数已超过100人,不能与图谱人数混用。相关结果来自公司披露的预印本研究,尚未经同行评审。

研究用认知推断从变化的神经信号中提取稳定认知状态

研究提出,不只把神经信号对应到预先定义的外部标签,而是借助大脑内在的先验约束,推断信号背后的认知状态。在涵盖5种神经记录模式、运动、感知和内部意念3个认知领域的解码实验中,该方法重新组织了神经观测的表征结构,生成的高层语义表征在不同任务间呈现一致的几何关系,并能从变化的神经观测中恢复稳定认知状态。作者据此提出,认知的相对稳定可能不需要固定的神经活动模式,而可通过对变化活动的推断来维持;这一解释应与实验观测区分。

蔚山大学分析运动想象脑电,动作类别信息在提示后0.60至0.75秒增长最快

蔚山大学一项研究分析两个独立公开数据集,考察人们按提示想象动作时,不同脑区的脑电节律何时开始减弱,以及何时出现可区分动作类别的信息。结果显示,脑区的变化存在先后顺序;区分动作的信息在提示后0.60-0.75秒增长最快,并在随后0.3秒内趋于饱和。在两个数据集的每名参与者中,这一转变在时间上都更接近感觉运动区的节律变化起点,而非提示出现时刻。不过,按各脑区自身起点选取信号片段,并未比重新分配的时间窗获得更好的分类表现。作者认为,这一顺序可帮助定位分析时段,而非直接充当分类特征。

半干式移动脑电在个体水平检出听觉脑电反应,检出率与实验室凝胶系统相当

戴上用盐水海绵做电极的无线脑电帽,能不能像实验室里涂导电凝胶的有线设备一样,读出每个人对声音的大脑反应?一项独立研究给出的初步答案是可以。以往的脑电研究多报告群体平均,而临床评估、发育追踪或个性化干预需要在每个人身上都测得出可靠反应。研究人员让受试者听一串声音,其中夹杂少量目标音和新奇音,测量大脑在听到声音后约100毫秒和300毫秒出现的两种典型反应(N100与P300)。在同一间屏蔽实验室里,24通道半干式Smarting移动脑电系统在36次个体水平检测中检出34次,64通道有线凝胶式BioSemi系统在40次中检出34次。不过Smarting组只有9名受试者,研究者提醒这不是严格的硬件对比。

上下文先验让脑磁图解码更准,也让部分错误更自信

给脑磁图语音解码加上下文先验,能提高整体准确率,但一项新研究提示,这也会让一部分本可纠正的错误变得更“自信”。研究团队在两个脑磁图数据集上追踪候选词得分变化,发现一种反转:正确候选原本排在局部前列时,融合后前两名的分差越大越可能被纠正;起始排名靠后时,分差越大反而更可能维持错误。在MEG-MASC上,整体判断正误的AUROC为0.87,而区分“纠正”与“残留错误”的AUROC从0.70跌到0.39;起始排名第20位之后的错误占融合后错误的46.6%。作者建议,置信度不应只读融合后的分数,还要保留局部与上下文证据;拆分后解码器可在74.5%的时间窗内作答,高于原来的56.7%。该研究为预印本,尚未经同行评审。

德克萨斯大学达拉斯分校追踪30周:皮层内微刺激感知阈值先降后稳

植入微导线阵列的大鼠在植入后第5至12周,皮层内微刺激(ICMS)诱发的感知阈值呈指数式下降,随后在仍能感知刺激的动物中稳定维持到第30周,10个刺激电极的拟合渐近线约为每个电极1.1 nC/ph。研究期间,大鼠对条件刺激的正确反应率稳定在约90%。研究团队同时采集了阵列的电生理与电化学数据,但没有找到能跨动物解释阈值走势的稳健指标。植入部位组织的基因表达谱显示Gfap与Cd68升高、NeuN与Bdnf降低,与既往神经炎症研究一致。30周内有2只动物失去感知。

SPDAlign框架对齐不同受试者脑电数据,免去标注校准环节

同一套脑电脑机接口换一个人、换一天使用,信号分布就会变,模型准确率随之下降,通常要让用户先做一轮带标注的校准。研究团队提出SPDAlign框架,从理论上说明由头部几何结构等因素造成的这类偏移,可以只靠对称正定矩阵空间里的线性变换还原。它先把各个数据域的均值对齐,再用一种名为Wasserstein Procrustes的最优传输技术校正整体旋转,不需要标注数据。研究者称,该方法在多个公开脑电数据集上表现具有竞争力,而且能指出起作用的频段和空间模式,便于解释。该研究为预印本,尚未经同行评审。

脑电信号漂移,在线更新让14组脑机接口模型中的13组更准

脑电信号会随佩戴时间、电极状态和被试状态漂移,实验室里校准好的脑机接口模型,用到日常场景往往很快就不准了。这份预印本把共空间模式(CSP)和基于黎曼协方差的方法放进同一套按时间顺序的评估流程:模型先预测,拿到真实标签后再更新参数。在4个公开数据集上,2个最大数据流里的14组模型与数据集组合中,13组准确率提升,相对冻结模型最高提升约18%。研究还用Shapley方法按时间块给数据估值,3个被分析的数据集中最近的时间块平均价值最高,较早的时间块仍保留正值——旧数据不是只能丢掉。

想象发声时的面部肌肉活动影响脑电情绪解码

研究人员记录出声和想象发声时的脑电,尝试区分愤怒、快乐、中性、悲伤和愉悦五类情绪。出声实验纳入14名参与者,想象发声实验纳入21名参与者,单试次解码准确率分别为78.1%和36.4%,随机水平为20%。研究还在5名参与者想象发声时记录面部表面肌电,发现非自主肌肉活动参与形成了有助于分类的脑电频谱与空间模式,其中一种侧部通道模式在想象快乐发声时更强。这意味着,分类准确率不能全部归于脑源情绪信息,也不能把肌肉活动影响忽略为普通背景噪声。

ISAE-SUPAERO半干式脑机接口在30人屏幕打字测试中实现99.8%准确率

ISAE-SUPAERO的一项研究测试了结合半干式脑电采集与视觉刺激的脑机接口。30名参与者完成标准屏幕上的11类键盘打字任务,系统使用33秒校准数据,准确率为99.8%,平均解码时间为4.3秒。在两次在线打字测试之间的2分钟观看视频空闲条件下,未出现误指令。研究还开展了虚拟现实概念验证,在线准确率为100%,平均解码时间为5.6秒。参与者主观报告两种条件下视觉舒适度较高、周边干扰较少,但虚拟现实中的疲劳更高;短时空闲测试不能代表长期使用表现。

杭州电子科技大学团队提出新算法,无需新用户数据即可解码运动想象脑电

不同人的脑电信号差异很大,同一个人的脑电也会随时间漂移,所以脑机接口换一个新用户,往往要重新采集数据、重新训练。杭州电子科技大学的研究团队提出名为TSMD-Net的算法,训练时完全不用新用户的数据,而是先把多名已有受试者的脑电特征对齐,再把分别针对每个人学到的判别经验汇总到一个统一的分类器里。在三个公开脑电数据集上,它读出“想动哪只手”这类意图的平均准确率分别为70.21%、77.82%和79.53%。

可拉伸脑电帽穿过头发贴合头皮,长期反复使用信号质量未见下降

普通脑电帽要靠导电膏穿过头发、贴紧头皮,用久了接触变差、信号变弱。德克萨斯大学奥斯汀分校团队做了一套可拉伸的脑电采集平台MindStretcH:用剪纸式镂空的弹性网格贴合不同头型,用可变形的液态金属导线连接,再配上可拆换的锥形水凝胶电极穿过头发接触头皮。在纵向运动想象记录和多次在线脑机接口实验中,研究人员报告任务相关的脑电活动保持一致,记录质量没有可测量的下降。团队认为它可在实验室、临床和家庭中长期重复使用,但摘要未披露受试者人数与使用时长。

心率、呼吸与瞳孔信号解码唤醒状态,准确度超过脑电

唤醒度是大脑和身体的紧张、警觉程度。多数基于唤醒度的脑机接口靠脑电(EEG)来读,但唤醒本质上受自主神经调节。研究人员用一个公开的模拟飞行任务数据集做离线分析,发现心率、心率变异性、呼吸、皮肤电活动和瞳孔直径这些外周生理信号训练出的解码器,受试者内曲线下面积(AUC)达到93.0%,高于仅用脑电的85.2%和原始滤波器组共空间模式解码器的79.8%。只有外周信号解码器重现了唤醒度与表现之间的倒U型关系。研究还发现,脑电神经反馈并未改变整体唤醒轨迹,其作用可能来自任务关键时刻的调节。该研究为预印本,尚未经同行评审。

华东理工大学团队提出新型深度网络,少量校准数据下提升SSVEP脑机接口识别准确率

注视不同频率闪烁的目标时,大脑视觉皮层会产生同频的脑电响应,即稳态视觉诱发电位(SSVEP),脑机接口可据此判断用户想选哪个目标。这类系统通常需要用户先花时间做校准,数据越多越准,但也更易疲劳。研究团队提出一种名为SCR-FTSDNN的深度卷积神经网络,把脑电信号转到频域后再提取时间与空间特征,并加入空间与通道重建模块。在Benchmark和BETA两个公开数据集上,作者报告该方法识别准确率和稳定性优于多种现有方法,在校准数据有限时优势尤为明显。论文摘要未给出具体数值,结果来自离线公开数据集测试。

被动脑机接口用于辅助驾驶,残障驾驶者场景下接受度更高

汽车如果能读出驾驶者的脑电信号,在他忙不过来时自动接手部分操作,人们愿意用吗?这项在线实验招募了1201名参与者,每人观看12种动画驾驶场景中的1种。场景里,一套佩戴式、非侵入的脑机接口检测到驾驶者负荷过高,随即启动辅助。结果显示,参与者对这项技术的接受程度随场景不同而有系统性差异。当脑机接口辅助的是与驾驶直接相关的功能时,接受度更高;场景中的驾驶者是残障人士时,接受度也更高。研究比较的2种自动化启动方式之间没有差异。

脑电加多语言文本一起判断情绪,准确率89.7%

人的情绪很难单靠脑电读准:脑电信号容易受噪声干扰,而语言模型能读懂文字里的情绪,却看不到大脑里隐含的变化。这项研究把两者结合起来,用脑电数据和多语言文本共同判断情绪。作者报告,融合模型的情绪识别准确率为89.7%,高于单用脑电的75%和单用文本的79%,F1分数为0.88,平均推理延迟180毫秒,可用于实时识别。摘要未说明受试者人数与所用数据集。

新加坡理工大学:脑电实时分清同一只手想往左还是往右,准确率58.7%

同一只手想象向左还是向右,脑电信号能否分得清?新加坡理工大学研究人员让20名健康受试者用优势手做左右方向的运动想象,即只在脑中设想动作、不实际做,并用深度学习模型实时解码,平均准确率为58.7±8%,研究者称优于现有深度学习模型。难点在于同一只手不同方向对应的神经活动在空间上高度重叠。模型以EEGNet卷积滤波器提取时间与空间特征,先用多人校准数据训练通用版本,再针对每个人微调;其中的挤压激励层还能给各电极的贡献排序,为按个人优化电极布局提供依据。以往同类研究多比较左手与右手,且大多是离线分析。这项研究面向中风康复,但目前只在健康人身上测试。

CortexBridge统一电极布局,15项评估13项提升

脑电基础模型在预训练时通常只见过固定的一套电极布局,换一种电极排布就难以直接沿用。研究人员提出轻量级适配器CortexBridge,把脑电特征与电极坐标、脑图谱坐标结合,将任意电极布局映射到一个共享的皮层潜在空间,相当于先把信号对齐到大脑皮层,再交给预训练模型,模型本身不做改动。在公开基准库MOABB的5个脑机接口数据集上,配合EEGPT、LaBraM、CBraMod这3个参数冻结的基础模型测试,15次评估中有13次性能提升,平衡准确率平均分别提升0.80%、0.70%和3.26%,12类稳态视觉诱发电位分类最大提升13.02%。该研究为预印本,尚未经同行评审。

70名患者神经记录汇成功能图谱,覆盖100余处位置

研究汇集前70名植入解剖顺应性薄膜神经接口患者的高分辨率表面电生理记录,在共同解剖框架中构建人类中枢神经系统功能图谱。接口放置于超过100个位置,累计涵盖超过100,000个电极部署,记录范围包括运动、感觉、语言等功能区域,以及脑干和脊髓。跨参与者汇总后,记录呈现手指表征的空间排列、运动相关频段变化及任务调节的神经群体活动。研究还演示了实时神经假体控制,以及对口语、面部运动和情绪表情相关皮层活动的解码。这是跨患者整合记录的图谱路径,并非在单个患者中同时读取整个中枢神经系统。本研究为预印本,尚未经同行评审。
2026 年 9 月

脑机接口色觉检测新算法MetaIDNet使评估提速70%

色觉检查通常依赖受试者主观作答,而脑机接口可以直接读取大脑对颜色差异的反应。受试者注视在两种光源间交替闪烁的刺激,两种颜色看起来差别越大,脑电中的稳态视觉诱发电位就越强。已有系统在色彩空间里均匀取样、同一位置重复测量取平均,准确但耗时。研究团队提出闭环系统MetaIDNet,用高斯过程回归和神经网络决定下一步测哪里。离线实验中,它在保持精度的同时把评估速度提高70%;在线实验中,它在速度不变时把精度提高40%。离线和在线实验分别只有10名和8名参与者。

脑电听觉注意力解码新方法:嘈杂环境中识别聆听对象,准确率提升9%至16%

在嘈杂的房间里,大脑会专注听其中一个人说话,这被称为“鸡尾酒会问题”。助听器和脑机接口如果能从脑电信号中读出用户在听谁,就知道该放大哪个声音。研究人员提出名为NEUROTOKEN的单一网络,用条件流匹配方法给候选声源打分。在KU Leuven、DTU和NJU三个公开数据集上,以5秒时间窗计算,识别聆听对象的分段准确率比最强的非生成式基线高出9%至16%,受试者间差异缩小约3倍。研究还发现,以往报告的95%至97%方向判别准确率,在训练与测试严格分开试次后会下降17%至45%。该研究为预印本,尚未经同行评审。

埃塞克斯大学:人听懂词义时,脑电低贝塔节律会一致减弱

人在听懂一段描述并想出对应概念时,大脑的脑电节律会不会出现稳定可辨的变化?英国埃塞克斯大学团队设计了一个听觉猜词游戏。受试者先听一句口语定义,再说出它指的是哪个具体概念,例如身体部位、食物或乐器。对照条件是发音相近、但几乎不含词义的伪词句子。研究共分析13名健康受试者的64通道头皮脑电。结果显示,在作答前的提取阶段,3个类别都出现了低贝塔频段功率下降,峰值约在15赫兹附近,而且13人的方向全部一致。研究者认为,相比分辨具体是哪个概念,区分“有意义”和“无意义”的状态可能是更适合跨人使用的信号目标,可供未来直接解码语义的脑机接口参考。

研究团队发布开源脑网络分析工具包,集成27种算法

研究人员开发了一款名为BrainNet Studio的一体化工具包,把脑网络从构建、特征提取、预测建模到可视化的整套流程放进同一个框架。脑网络描述的是不同脑区之间在结构和功能上的联系,而现有工具大多只处理静态网络,难以刻画这些联系随时间的变化。该工具包集成了27种算法,涵盖深度学习、图神经网络和时空序列模型,并用大语言模型生成可由研究人员核查的连接摘要。开发者称它可服务于认知神经科学、脑疾病探索性研究和脑机接口研究。该研究为预印本,尚未经同行评审。

变频闪烁指令可被脑电离线识别,准确率未超传统固定频率

让屏幕上的闪烁块按阶梯方式逐步升频或降频,能不能当作新的脑控指令?一项纳入15名受试者的离线脑电研究显示,这类“阶梯式”变频闪烁可以被识别,但分类准确率没有超过传统的固定频率闪烁。三种刺激方式的平均归一化准确率分别为89.7%(固定频率)、85.6%(升频)和89.5%(降频),统计上差异不显著;6–10 Hz低频刺激的准确率为90.8%,高于41–45 Hz高频刺激的80.6%。连续3条指令的平均准确率为91.5 ± 9.6%,指令序列越长准确率越低。研究者认为其价值主要在于设计更灵活的连续指令,仍需更大样本和在线闭环系统验证。

新方法把脑电里的眨眼干扰削掉一半多,代价是信号保真度下降

脑电信号会随时间漂移,眨眼等伪迹又常常混入其中,脑机接口要在真实环境中长期使用,就必须先解决这一问题。常用的伪迹子空间重建(ASR)方法基于方差自动抑制伪迹,但依赖由校准数据得到的静态协方差模型,信号一漂移就不够稳。研究团队提出用指数移动平均持续跟踪信号结构,把短时程协方差估计与缓慢递归更新结合起来,让模型以一快一慢两种节奏同时适应。在10名受试者、不同认知状态下的24通道脑电记录中,新方法把眨眼伪迹削减了53.1%,原始ASR为24.0%,有限记忆版本为26.7%。代价是重建偏差和频谱偏差都有所增大。该研究为预印本,尚未经同行评审。

给每位新用户单独校准,脑电解码准确率最多提高5.4个百分点

脑机接口每接入一位新用户,都要先校准。为个人单独调出来的模型更准,可能是因为真正学到了这个人的特点,也可能只是底层的通用模型本身更强。研究人员在235名未参与训练的受试者身上测试了3个脑电基础模型(用大量脑电数据预训练的通用模型)。结果显示,为每人单独训练的轻量适配模块,平均平衡准确率比通用的群体模型高1.5至5.4个百分点,也比借用他人的适配模块高2.3至7.3个百分点。群体模型的训练量增加到原来的4倍后,个性化增益仍为正,但有所缩小。只用少量标注数据做低成本校准,效果并不稳定。该研究为预印本,尚未经同行评审。

脑信号配对数据太少,研究者借机器人AI模型来读“想做什么动作”

瘫痪患者用脑机接口控制外部设备,难点之一是配对的神经信号与动作数据太少,解码模型很难训练充分。常规做法是针对具体任务学习从神经活动到运动学参数的映射,这类数据的稀缺直接限制了模型能力。研究团队提出BrainVLA框架,借用已在大量机器人数据上预训练的视觉-语言-动作模型:先构建包含神经活动、动作信号、语言指令和渲染视觉观测的配对数据集,通过LoRA微调把OpenVLA-OFT策略适配到目标动作空间,再把神经活动与语言表征对齐,从中提取“想做什么”的意图信号,由该模型结合视觉画面生成可执行的动作。在两个动作维度不同的神经运动数据集上,该框架的跨会话解码R²和任务成功率均优于所评估的基线方法,训练数据效率也较高。该研究为预印本,尚未经同行评审。

让AI自己设计脑电解码模型,14个数据集上略胜现有最好的模型

设计一个能在多种脑电任务上都表现好的解码模型,通常要靠研究人员反复试错。AutoBCI框架让两个AI智能体分工:一个负责生成并改进模型架构,另一个根据训练早期的学习曲线预测最终表现,提前挑出值得继续训练的候选。在涵盖运动想象、情绪识别和睡眠分期的14个脑电数据集上,借助Claude Opus 5.5找到的架构平均测试平衡准确率为64.16%,略高于最强基线REVE的63.87%。预测智能体只看10个训练轮次,就把预测误差从2.20个百分点降到1.36个百分点。该研究为预印本,尚未经同行评审。

圣母大学为脑机接口加“置信门”,跨天误判率降至9%至16%

脑机接口换一天使用时,脑电信号会发生漂移。常规分类器不论把握大小都照样给出指令,错误指令可能让设备做出意外动作。美国圣母大学计算机科学与工程系的研究人员在《Journal of Neural Engineering》上报告,他们给运动想象脑机接口加了一道“门”:用共形预测判断把握不够时,就不发指令。研究以DeepConvNet为基础分类器,比较了多种门控策略。在54名受试者的OpenBMI数据集上,错误指令比例从37.5%降至9%至16%;在9名受试者的BCI Competition IV Dataset 2a上,从35.5%降至6%至8%。代价是发出的指令变少。研究据此给出了按容错程度选择校准数据与门控策略的框架,结果均来自离线公开数据集。

毕索大学比较四类视觉脑信号,个体解码差异与仪器有关

毕索大学团队比较了脑电、脑磁图、颅内脑电和功能磁共振成像中的视觉解码,发现使用同一种仪器时,参与者之间谁更容易被准确解码的差异具有可重复性;但在外部配对队列中,不同仪器未呈现共同的参与者排序。研究使用未参与训练的记录轮次和刺激身份检验分类器。注意、行为和外周信号影响记录质量,却未解释大多数稳定的个体差异。颅内记录还显示,局部类别选择性更鲜明的参与者更容易解码。作者认为,这些差异反映个体、所区分的表征与仪器之间的关系,而非单纯属于个人的固定特征。
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