中 / EN
2026 年 9 月

90名学习者试用脑机接口自适应教学平台,实验组知识保留率更高

这项研究让90名学习者分成两组,一组用脑机接口实时读取注意力、认知负荷和精神疲劳,据此调整教学内容和节奏;另一组按传统在线课程学习。实验组在持续参与度和知识保留上表现更好。研究采用混合方法,定量数据包括前后测成绩、任务完成率和神经活动指标,定性数据来自问卷调查和半结构化访谈,用于衡量学习者感知到的参与度、可用性和整体学习体验。90名参与者分别来自English House Language Center、亚美尼亚欧洲大学和Mesrop Mashtots大学。研究者同时提出,在教育场景采集和使用神经数据,隐私、伦理与可及性问题尚未解决。

一名ALS患者颅内同测两种信号,支架电极每通道信号更强

一位因肌萎缩侧索硬化症(ALS)导致严重上肢瘫痪的参与者,在同一场实验里同时戴上血管内支架电极阵列和头皮脑电帽,尝试做踝关节屈伸动作。两种方式在运动尝试时都出现了明显信号变化,但支架电极在每个通道上的运动调制更强,且不受颅骨衰减影响。头皮脑电更容易被眨眼和咀嚼肌活动干扰,支架电极则记录到明显的心电信号。两种方式都没能可靠区分左右踝运动,说明空间定位仍是难点。

Bio-MF一步生成近红外数据,混合脑机接口解码提速857倍

混合运动想象脑机接口将脑电与功能性近红外两种模态结合,利用电生理与血流动力学信息的互补优势提升解码精度,但实际使用中需同时佩戴两套采集设备,操作不便且成本较高。此前基于扩散模型的跨模态生成方法需上千步迭代,延迟过高,难以用于实时场景。陕西师范大学现代教学技术教育部重点实验室与微软(北京)的研究者提出Bio-MF框架,采用一步生成策略直接从脑电信号预测近红外波形,在一块RTX PRO 6000 GPU上仅需7毫秒即完成一次生成,比1000步扩散模型快857倍。在数据集1上,脑电加合成近红外比仅用脑电的分类准确率提高3.37至4.15个百分点;在数据集2未见过的64通道脑电布局下,提升为2.50至2.98个百分点。该研究为预印本,尚未经同行评审,所有验证均基于离线数据。

脑机接口研究比较AI执行指令与外部门控

研究用47名肌萎缩侧索硬化症患者的1,065个片段数据,测试五种语言模型作为AI代理执行指令的表现。在相同执行覆盖率下,向模型提供重建的解码器置信度,并未使其不忠实执行率低于确定性门控,两个模型还显著更差。看似改善的安全表现主要来自减少执行。在后续让十个模型与确定性解析器获得相同指令词表的测试中,直接执行的代理均未超越解析器的风险—覆盖率前沿;但由模型提出语义修正、外部门控决定是否放行的混合架构,在十个模型中的五个上扩大了覆盖范围,且未观察到不忠实执行。

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。

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。

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。

移动脑电到底有多移动?CoME 框架用四个维度说清楚

让受试者在跑步机上走路,和让他背着记录设备在户外自由行走,都可以叫移动脑电,但两者的自由度差得很远。2017年提出的 CoME 框架用设备移动性、受试者移动性、系统规格和通道数四个维度给一项研究打分,比如(2D, 4P, 17S, 32C)。设备移动性和受试者移动性必须分开看:头戴式系统做静息态记录,设备分很高,受试者移动性仍是0P。这个框架不是产品排行榜,分数高不等于系统更好。

脑电转文字被曝高估:随机噪声也能骗过部分解码器

把脑电直接翻译成自由文本,一直被视为非侵入式脑机接口最有想象力的方向。但一项针对多个已发表解码器的测试发现,把真实脑电换成随机噪声后,部分模型仍能输出流畅句子,成绩与用真实脑电时相当,说明语言模型可能承担了大部分工作。该领域随后把噪声基线测试和无教师强制解码列为新的验证惯例,同时用脑磁图作对照,量化了脑电与更清晰信号之间的差距。

iMINDBench 发布:跨机构颅内脑电解码有了统一考卷

颅内脑电信号来自植入大脑内部的电极,一直被看作解码人的意图的理想信号来源,但各家数据集和预处理方式不同,模型到底有没有变好很难说清。研究团队把三家机构的自然观影数据、15项解码任务、统一的预处理流程和固定的评估划分放进同一个基准,结果发现:预训练系统在自己那套预处理流程里通常能赢过基线,可换到别的机构数据上,传统频谱基线的表现依然有竞争力。更值得注意的是,把其他受试者或其他机构的数据增加到25倍,相比只用同一场次数据训练,提升依然有限,甚至要看具体任务。

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。

脑机接口外骨骼综述:人工智能负责读懂意图,机械限位仍交给传统控制器

脑机接口能读出与动作相关的神经活动,动力外骨骼则提供完成动作所需的力量。但脑电信号噪声大、肌电随疲劳与恢复而变,合适的助力程度又高度依赖使用者和任务,因此人工智能的价值主要在于同时处理多种变化信号,而不是依赖单一固定输入。这篇综述梳理了脑电、肌电与机械传感如何组合用于外骨骼控制,并对比了卒中康复与健康使用者两类目标迥异的应用。作者认为,仅提高分类准确率并不够,延迟、校准、疲劳、不确定性与物理安全同样决定系统是否真正可用。

129篇脑电脑机接口论文盘点:六成说明数据可用,仅两成公开代码

公开的脑电脑机接口数据集越来越多,但电极怎么摆、任务怎么定义、数据怎么预处理、受试者情况怎么记录,各家都不一样,结果就是数据很难跨数据集复用,别人也很难复现。这篇综述从16920条记录里筛出129篇文献,按结构、语义、流程、受试者背景和计算五个层面梳理了这种碎片化,并用10项标准评估报告透明度,中位数为9分。数据可用性在61.2%的文献中有说明,代码或流程可用性只有20.9%。作者认为,现有标准、本体、软件平台和迁移学习方法各自解决了部分问题,但还做不到完整的语义互操作。

8通道脑电加VR头显:单受试者实时判断准确率最高达90%

研究团队用一块8通道OpenBCI Cyton板、一顶按国际10-20系统布置的脑电帽和一台Meta Quest 2头显,采集运动想象与注意力信号,在信号稳定时用EEGNet模型做到最高90%的受试者特异性在线分类准确率。研究面向注意缺陷多动障碍(ADHD)的认知控制训练,把脑电传感器整合进虚拟现实严肃游戏,目标是让使用者实时控制心理状态;此前方案多用多通道系统,硬件复杂,且未把运动想象与注意力水平结合起来。研究同时记录了高阻抗、通道饱和与头显绑带机械张力带来的伪迹,说明低成本配置要真正可用,先得管住皮肤电极阻抗和机械干扰。这是一项单例可行性研究,未做临床评估。

4096通道μECoG阵列用于术中脑功能定位,通道有效率91.3%

在一台右侧旁矢状窦脑膜瘤切除手术中,4个Layer 7 μECoG阵列共4096个电极被放置在中央沟两侧,记录5种对侧刺激下的体感诱发电位。按2 MΩ阻抗标准,3739个通道可用,通道有效率91.3%;相位反转潜伏期分别为19、21、25、26和25毫秒,与同一台手术中标准术中定位结果一致。研究者指出,该配置提供的是密集空间采样,而非亚毫米级生理分辨率,实测响应在约3至4毫米皮层范围内相关。

混合脑电与近红外并未提升脑控电刺激表现,16人随机试验显示两组无差异

把脑电和功能性近红外两种信号合在一起,能不能让脑控电刺激更准?16名健康志愿者完成的盲法随机试验给出的答案是否定的:混合组与纯脑电组在实时三分类召回率、能动感、注意力和身体舒适度上均无统计学显著差异,混合组中位召回率53.5%,纯脑电组57.3%。研究同时公开了完整的脑电-近红外数据集。

自适应解码器改变运动皮层神经表征,任务信息集中到更少神经元

猕猴使用自适应解码器练习脑机接口数天后,运动皮层中承载任务信息的神经元数量显著减少,达到80%分类准确率所需的神经元比训练初期更少(p = 9.8 × 10⁻⁴),而使用固定解码器时不出现这种压缩。神经网络模型提示,自适应解码器直接促成了更紧凑的神经表征;研究者认为,这可能是因为解码器改变了长期学习中信用分配所依赖的误差信息。这一发现对脑机接口解码器的设计有直接启示:辅助算法不只是提升即时性能,还会塑造大脑的长期学习方式。研究在两只恒河猴上进行,使用128通道微丝电极阵列记录运动皮层和前运动皮层活动,尚未在人体中验证。

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。

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。

低成本8通道脑电设备解码驾驶转向想象,平均准确率66.80%

开车时想着往左打方向盘还是往右打,能不能从脑电里读出来?武汉理工大学等单位的研究团队设计了一种贴近真实驾驶的运动想象范式:受试者只想象用右手转动方向盘,向左或向右。运动想象指不实际动手、只在脑中演练动作,大脑运动区仍会出现可测的节律变化。团队用一台仅有8个电极的低成本OpenBCI设备采集了12名受试者的脑电,发现左右转向想象在头顶中央区域产生可区分的信号模式。他们开发的SMB-TCSAN解码模型在转向方向数据集上取得66.80%的平均分类准确率。研究者称这只是初步验证低成本、少通道设备的可行性,距离辅助驾驶应用仍有距离。

癫痫发作预测模型可随脑信号漂移持续更新,四分之三患者全部发作被提前预测

癫痫预测算法在实验室里成绩亮眼,换到连续实时的场景却明显失灵。研究团队用16名药物难治性癫痫患者共664.9小时的颅内脑电数据测试后发现,同一套方法的平均AUROC(衡量预测准确度的指标)从离线测试的90%降到在线的57.9%。原因是患者的脑信号会随时间缓慢变化。团队改用在线进化框架,在连续数据流中不断筛选和更新模型,在75%的患者中提前预测了全部发作,在87.5%的患者中只漏掉一次。只读取致痫网络的电极触点时,所需触点减少79.12%。团队同时公开了这套数据集。该研究为预印本,尚未经同行评审。

清华大学团队推出TrustBCI平台,让脑机接口数据在不出库的前提下共享

脑机接口模型要练得准,靠的是大规模、多样化的脑电数据,但这类数据往往锁在各家医院和实验室里,格式不一,又受隐私法规限制,很难拿出来共享。TrustBCI把三件事放进同一个平台:把原始脑机接口数据集整理成可流通的资产、用激励机制让机构愿意持续贡献数据、再让使用方在不接触原始记录的情况下完成计算。平台演示了两条路径,即可控数据合成和隐私保护查询。前者生成新的数据集,后者只返回查询结果。这意味着跨机构联合训练脑机接口模型,可能不必先把数据集中到一处。

大语言模型补全意图,P300拼写击键次数减少超过62%

这篇综述梳理了P300脑机接口从经典拼写器到AI代理的演进路径。P300是大脑看到罕见刺激后约300毫秒出现的正向电位,系统靠它判断用户想选哪个字符。综述指出,ChatBCI、MindChat等近期系统把P300拼写器与大语言模型结合,击键次数减少超过62%,通信速度提高到近三倍。作者还提出一套端到端架构:脑电头戴设备加实时CNN检测器,再加一层由大语言模型规划器和物联网控制接口组成的AI代理层。

各向异性水凝胶电极实现P300与SSVEP信号采集

非侵入式脑机接口的电极长期在导电性、贴合度和耐用性之间取舍。一种通过原位定向冷冻共聚制备的导电水凝胶,内部形成垂直排列的离子通道与互连纳米孔网络,导电性优于常规水凝胶电极。在初步的P300与稳态视觉诱发电位(SSVEP)实验中,这种电极采集到的信号质量与常规湿电极和干电极基准相当,同时具备与组织匹配的压缩模量、高延展性、皮肤黏附性和快速自愈合能力。论文把上述实验定位为可行性验证,未报告长期佩戴稳定性、规模化制备或人体临床试验数据。

预训练让脑机接口解码器少用九成以上标注数据

训练一个能读懂大脑信号的解码器,通常要为每一位新受试者重新采集大量带标注的数据,这既费时,对患者也是负担。这项研究提出的MAPA方法先用跨受试者累积的未标注颅内脑电记录做自监督预训练,再迁移到新受试者身上。难点在于颅内脑电的电极触点位置和神经解剖结构因人而异,MAPA在常规掩码自编码器上加了两种空间编码:解剖区域嵌入和相对位置编码。在跨受试者测试中,只需约164次带标注的试验就能达到原本需要3500次才能达到的准确率。研究团队称,MAPA在Neuroprobe基准的会话内、跨会话和跨受试者三种模式下都刷新了最好成绩,且无需微调。这意味着未来植入式脑机接口的校准过程可能大幅缩短。

用核磁数据约束脑电解码,单指动作识别准确率提升至74.53%

手指在大脑运动皮层里的代表区挨得很近,从头皮脑电里分辨单根手指的动作一直很难。研究团队先用同步采集的脑电与功能核磁数据学出一套频谱投影,再用核磁给出的类别几何结构去修正脑电预测。12名健康受试者的测试中,两分类动作执行的组平均准确率从66.93%升到74.53%,三分类从44.83%升到56.58%;运动想象任务上两分类从80.78%升到85.63%。推理阶段只用脑电,不需要配对的核磁数据。

脑电脑机接口尝试叠加两种想象,可区分状态扩展至8类

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。

乘客脑电帮自动驾驶AI提前识别风险,模型平衡准确率95.3%

研究者让乘客在高度自动化车辆中观看驾驶场景,同时记录脑电信号,训练模型判断前方是否存在风险以及危险出现在哪里。3D-CRNN在风险预测任务上达到95.3%±2.7%的平衡准确率,危险识别从80.9%提升到85.0%;跨被试测试中,模型对未见过乘客的平衡准确率降至64.9%±8.5%,说明离实际部署仍有距离。

脑电运动想象控制轮椅,支持向量机解码准确率90.7%

研究团队设计并实现了一套基于脑电运动想象的脑机接口系统,把解码器与一台真实差速驱动轮椅原型机接在一起。这类系统面向严重运动功能障碍人群,提供非侵入式的控制途径,但脑电解码本身的不确定性一直是它走向实体执行机构的障碍。团队用滤波器组共空间模式提取特征,在公开数据集上比较支持向量机、k近邻和线性判别分析三种分类器,支持向量机的平均分类准确率为90.7%;换到独立数据集上通过硬件在环方式回放测试,准确率为85.9%。加入基于置信度的指令校验后,被系统接受的指令准确率升到97.6%,代价是只覆盖60.7%的指令。系统还配了置信度门控、转向自终止、切换制动、通信超时监控和硬件急停等多层安全措施,用来兜住解码出错时的后果。

随机森林算法识别真实与想象动作,消费级脑电也能用

受试者做动作和只在脑中想象动作,脑电信号能不能被机器分开?一项预印本研究用随机森林算法在消费级和研究级脑电系统上做了测试,结果显示算法能区分两类活动,还能判断出对应的是身体哪个部位。脑电是理解大脑与人体运动相关电活动的基础工具,脑机接口正是利用这类电活动开发辅助技术,尤其是面向身体残障人士的技术;但从脑电信号中提取特征和模式仍然复杂,因此常交由机器学习算法处理。研究同时指出,不同人之间的脑电差异会拖累分类准确率,这意味着同一套模型换个人用,效果可能就打折扣。该研究为预印本,尚未经同行评审。
© 2026 BCIwiki.com 产业简报 主题索引 提交线索 订阅本站 修订记录 关于我们