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脑电

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脑电图(EEG)是脑机接口领域应用最广泛的信号采集技术,以低成本、便携和非侵入的优势支撑着从实验室研究到消费级产品的广泛场景。本专题汇集 EEG 硬件、信号处理方法与新型电极材料的最新进展。

2026 年 8 月

无线脑电图在发育障碍儿童研究中应用增多,脑机接口占28.1%

一项范围综述发现,无线脑电图设备在发育障碍儿童研究中的应用呈上升趋势,其中脑机接口技术占纳入研究的28.1%。综述纳入64项研究、3103名参与者,显示脑机接口研究偏好低通道、干电极、消费级设备,而生物标志物驱动的研究则使用更高通道数和信号保真度。但数据质量报告严重不足:85.9%的研究未报告与有线脑电图的验证对比,79.7%未说明阻抗阈值。该综述由韩国延世大学和加拿大多伦多大学的研究团队完成,于2026年8月25日发表在《Journal of Medical Internet Research》上,是首篇系统梳理无线脑电图在多种发育障碍儿童中应用的综述,揭示了该领域标准化缺失的现状。

可解释脑机接口框架:结合情感识别提升意念转语音解码

一项新研究提出一种可解释的脑机接口(BCI)框架,将情感状态识别与脑电(EEG)信号解码相结合,用于实现情感感知的意念转语音(thought-to-speech)。该框架在公开的想象语音EEG数据集上进行了测试,采用受试者独立设置,评估了分类准确率、精确率、召回率、F1分数、推理速度和可解释性。结果显示,与传统不透明模型相比,该方法持续提升了解码可靠性,并提供了清晰、具有临床意义的见解。研究为瘫痪、肌萎缩侧索硬化症、闭锁综合征等影响自然言语的患者提供了辅助沟通工具的实际基础。

少用一半电极也能读准动作意图,天津大学团队用新算法做到了

天津大学团队提出一种基于图神经网络的联合优化框架,能在运动想象脑电解码中自动选出少量关键通道,同时保持与全通道相当的分类精度。研究发表于《混沌》(Chaos),在三个数据集上验证,包括BCI Competition IV 2a、High Gamma及新采集数据。这一方法有望降低脑机接口系统的复杂度,推动其在神经康复等实际场景中的应用。

Arctop发布RLbF框架:用脑电信号训练大语言模型

Arctop发布了一篇论文配套文章,介绍其“基于脑反馈的强化学习(RLbF)”框架。该框架利用实时脑电测量,解码出工作负荷、压力等认知状态,作为奖励信号来训练大语言模型。文章称,这一方法能让模型在对话中感知听者的认知状态,并实时调整表达方式,从而改善沟通效果。目前,该框架已在其应用“Isaac”中部署,但仅使用单一维度(认知负荷)进行自适应。与传统RLHF依赖事后主观反馈不同,RLbF利用脑电信号提供连续、非自愿的反馈,使模型能实时感知话语对听者大脑的影响。这一方法首次将脑信号用于语言模型训练,但尚处于早期部署阶段,仅支持单一维度,且具体技术细节未完全公开。

德国团队用脑电微状态序列解码左右手运动想象,迁移学习后准确率约89%

大脑活动可以被概括为少数几种短暂稳定的“脑电微状态”,它们按时间先后排成序列。德国研究人员尝试用这类序列充当脑机接口的“开关”:让受试者想象左手或右手动作,再用深度学习模型从微状态序列中判断想的是哪只手,把分类结果作为触发指令。借助迁移学习,模型在跨会话或跨受试者的场景下,分类准确率峰值约为89%。要达到80%的准确率,平均约需400秒校准。研究者认为,这一思路有望减少使用前的校准负担。该研究为预印本,尚未经同行评审。

脑控机械臂更听话了:新方法2秒分辨你“想不想动”

异步稳态视觉诱发电位(SSVEP)脑机接口在真实控制中潜力很大,但脑电信号与固定相位模板之间的相位偏移常拖累性能。研究者观察并验证了相位滑动振荡现象,据此提出异步分类方法PSO-AC,把脑电重构为不同初始相位的序列,经同步压缩小波变换提取相位解耦特征,再由概率时序模型区分控制与非控制状态。离线实验(22人)中,2秒数据下平均判别准确率达94.2%,优于现有基线;9分类任务在不同时间延迟下也保持优势。在线机械臂实验中,每次成功试验的命令成本从4.30降至1.14,指令触发更稳定、控制效率更高。论文2026年8月21日发表于《国际神经系统杂志》。

运动代替闪烁刺激,新型脑机接口四目标准确率85.67%

传统视觉脑机接口常用闪烁刺激,容易引起视觉不适与疲劳。新研究提出编码调制运动视觉诱发电位(c-MVEP)范式,用伪随机序列以运动方式刺激目标。离线实验对比c-MVEP、c-VEP、SSMVEP与SSVEP四种条件下单个目标的脑电信号,c-MVEP与c-VEP诱发的时域和宽带频谱响应相似、信噪比相当,但c-MVEP更集中在较低频段;空间上两类运动刺激都在Oz处达峰并向多个电极扩散,两类闪烁刺激则更集中于Oz。在线四目标实验中,c-MVEP平均准确率85.67%、平均选择时间2.61秒,低于c-VEP(97.81%、1.15秒)和SSVEP(93.42%、1.94秒),高于SSMVEP(64.91%、4.18秒),主观舒适度与闪烁范式相当。该研究2026年8月20日发表于《Frontiers in Neuroergonomics》。

手写想象脑电解码,双路特征分开建模平均准确率达67.74%

手写想象脑电为脑机接口提供了一条无创的文本输入与复杂意图表达路径,但解码受低信噪比、非平稳性、跨会话分布漂移以及连续时间趋势与局部高响应模式并存等挑战制约。新网络DRDNet用平均池化与最大池化从空间脑电特征构造两个互补的时间视图,分别交给双向Mamba编码器与Transformer编码器建模,再经时间步级动态融合与长短期记忆时序聚合自适应整合。在公共手写想象脑电数据集的汉字笔画手写想象与拼音单韵母手写想象两个任务上,它平均准确率分别做到67.74%和62.51%,Cohen's kappa分别为0.5968和0.5502,优于7个代表性脑电解码基线。该研究2026年8月19日发表于《Journal of Neural Engineering》。

南方联邦大学记录22人方向词脑电,分类测试区分三种状态

南方联邦大学记录22名健康志愿者出声和默念方向词时的脑电,其中12人为俄语母语者,10人为西班牙语母语者。两组均涉及六个方向词,俄语组另做“下一个”指令。采用38个电极、500Hz采样,并在6人中同步记录发音相关肌电。随机森林78±4%的结果来自按参与者进行的五折交叉验证,区分休息、出声和默念三种状态,不是六个词的识别准确率。按键、肌肉活动与任务顺序等因素仍需在后续分析中控制。

FIND Neuro源定位软件CN-Suite获FDA 510(k)许可

美国食品药品监督管理局(FDA)于2026年8月16日对FIND Surgical Sciences Inc. D/B/A FIND Neuro的CN-Suite作出510(k)决定,结论为实质等同,受理号K260563,走的是传统510(k)途径。按FDA器械分类,该器械归入脑电图或脑磁图源定位软件类别,属二类器械,法规编号882.1400,由神经病学咨询委员会归口。源定位软件从头皮记录的电场或磁场反推颅内信号来源,用于癫痫灶定位等神经外科术前规划。

瓦博科技聘任语音认知学者党建武,主攻多模态意图建模

瓦博科技2026年8月14日发布官方消息,聘任中国科学院深圳先进技术研究院研究员、深圳理工大学杰出教授党建武(Jianwu Dang)为科学顾问委员会成员,并担任联合科学家。党教授的研究涵盖语音科学、语音信息处理、对话理解与语音认知的神经机制,曾任国家重点基础研究发展计划(973计划)项目首席科学家,也曾在日本北陆先端科学技术大学院大学任教。合作将围绕人类意图背后的认知机制、计算特征表示与多模态信号展开,在脑电、肌电、语音、文本和任务情境上建模,考察换用户、换任务后的稳定表现与安全拒绝,最终把高层次的人类意图转化为受控的机器动作。

少样本校准把功能连接准确率拉到0.77,为个性化情感脑机接口铺路

一项新研究提出基于脑电(EEG)的情绪识别框架,利用听觉刺激在效价-唤醒模型下识别情绪。离散小波变换特征在受试者依赖评估中达到最高准确率0.88,但受试者无关的留一受试者交叉验证接近随机水平,显示个体差异显著。通过少量校准数据的少样本适配,功能连接特征在75%校准数据下达到最高0.77,为个性化情感脑机接口提供了基础。该研究由泰国瓦莱岚大学的研究团队完成,系统比较了多种EEG特征和分类器在听觉刺激下的情绪识别性能,并量化了受试者间差异对泛化的影响。少样本适配的改进表明,个性化校准可能是情感脑机接口走向实用的关键路径。

北语团队提出可证伪替代测试,排除目标事件后AUC仍达0.968

脑机接口解码器可能仅凭与目标心理状态无关的信息就猜中标签。北京语言大学心理学院的研究团队提出一种可证伪的替代测试标准,要求候选证据在互斥数据中持续存在、能应对物理组织或听众模板的容量匹配替代,并在排除目标事件后仍可检验。在六个EEG数据集(41名参与者)上,平均四个神经语音边缘指标将5秒解码性能提升至领先水平;在两个分层接口中,父流错误分数在排除所有目标命令事件后仍保持0.968和0.965的AUC值。该框架为神经科学和脑机接口提供了证据归因的检验标准。

P300脑机接口走进课堂:格拉纳达大学用脑电读出学生默想的数字

西班牙格拉纳达大学团队将P300脑机接口技术带入中学课堂,用Bitbrain Versatile EEG系统在近百名中学生面前演示了如何仅凭脑电活动猜出志愿者心中默想的数字。该实验源于工业电子工程专业学生Marta Rodríguez Comino的毕业论文,由Joaquín T. Valderrama和Iván López Espejo博士指导。系统采用基于水电极的便携脑电设备,结合主成分分析和支持向量机解码注意力信号。

空军军医大学发布多日Stroop任务fNIRS数据集,支持脑机接口认知解码研究

空军军医大学研究团队在《Scientific Data》发表了一项功能性近红外光谱(fNIRS)数据集,包含55名年轻成人在约2周内完成的三次色词Stroop任务会话的额叶血红蛋白响应,每个条件超过30个试次。该数据集可用于冲突抑制研究、神经反馈训练解码器构建及大规模跨被试fNIRS模型开发,为脑机接口认知状态解码提供了新的光学神经影像数据资源。
2026 年 7 月

可穿戴多导生理信号记录芯片分时传输数据,人体通信速率达每秒10兆比特

脑电这类信号极其微弱,可穿戴设备一边记录一边用人体当导线往外发数据,发射端的噪声就会混进信号里。研究团队设计了一款记录芯片,把记录和发送分到不同时间段轮流进行,从而能稳定记录脑电、眼电、肌电和心电。芯片借助人体通信(把人体当作传输介质)以每秒10兆比特的速率发送多通道数据,省去偏置电极后通信信号幅度提高约2.13倍。芯片采用180纳米工艺制造,总共模抑制比为101.1 dB,可在18 Vpp共模干扰和15%电极失配下保持稳定工作。研究面向扩展现实和脑机接口等可穿戴人机接口,摘要报告的是芯片测试指标,未报告在脑机接口任务中的使用结果。

解码运动想象:里昂民选医院开展非侵入式脑机接口康复研究

里昂民选医院(Hospices Civils de Lyon)在法国注册了一项临床研究,旨在通过非侵入性脑记录解码运动想象,作为创新运动康复治疗的前提。研究将结合MRI、MEG和EEG,设计受试者特定的神经生理学模型,并指出传统BCI方法忽略了beta突发等瞬态特征。该研究将先在健康受试者中验证,再评估在卒中患者中的可行性。

脑机接口结合正念或神经调控能否增强老年人注意力?德克萨斯大学启动临床研究

德克萨斯大学奥斯汀分校在美国临床试验注册平台登记了一项研究,探索基于脑电(EEG)的脑机接口(BCI)实时解码P300事件相关电位,并结合正念放松或经颅电刺激等非侵入干预,能否增强健康老年人和轻度认知障碍(MCI)患者的注意力与记忆神经标记,这些标记被视为认知储备的代理指标。研究处于招募阶段,旨在验证通过靶向调控注意力相关脑活动来支持认知储备的可行性。

BrainAccess发布MATLAB API,脑电数据直连桌面MATLAB

脑机接口公司BrainAccess宣布推出MATLAB API,允许用户直接从桌面MATLAB连接其脑电设备并采集数据。该API支持蓝牙连接、配置通道和采样率、启动和停止数据流,以及将数据导入MATLAB数组。此前,使用BrainAccess硬件需要转向Python、C或依赖LSL MATLAB工具箱。新API旨在减少环境切换的麻烦,使数据能直接流入Signal Processing Toolbox、EEGLAB等常用工具。BrainAccess是一家专注于无线干电极脑电系统的公司,其产品线包括MINI、MIDI、MAXI和HALO等型号,广泛应用于神经科学研究和工程实践。此次发布的MATLAB API与现有的Python API结构一致,便于用户快速上手。该工具箱以单个.mltbx包形式安装,适用于桌面MATLAB(R2025b或更新版本),并支持会话注释和直接保存为.mat文件,进一步简化了数据采集与分析流程。

武汉科技大学附属天佑医院综述卒中康复,部分上肢运动指标改善

武汉科技大学附属天佑医院团队开展系统综述与荟萃分析,评估运动想象脑机接口训练对卒中后偏瘫患者上肢运动功能的影响。系统综述纳入27项研究,其中24项、共846名参与者进入荟萃分析。与各研究设置的对照条件相比,训练在上肢运动评定和运动功能测试中的改善具有统计学显著性,涉及孤立运动与精细运动控制;对复杂功能活动、日常生活活动及痉挛的影响则未达到统计学显著性。由于各研究的对照条件不同,且包括假干预,现有证据尚不能确定这种训练优于标准化传统康复。

脑电运动想象分类新算法:仅数千参数,准确率超80%

脑机接口(BCI)需要从脑电信号中识别用户的运动意图,但传统深度学习模型往往参数庞大、计算开销高。研究人员提出一种名为Ghost-LENet的轻量级卷积神经网络,在BCI Competition IV-2a和IV-2b数据集上分别达到82.18%和83.05%的分类准确率,而可训练参数仅数千。该模型结合膨胀时间卷积、平稳小波变换、动态残差融合与Ghost模块,在保持高精度的同时大幅降低模型复杂度,为资源受限的BCI应用提供了新方案。

多模态脑机接口飞行模拟实验:同步采集EEG、眼动、ECG与GSR

在伦敦大学学院与Tom Carlson教授合作的工作坊中,研究人员演示了在飞行模拟实验中同步结合脑电图(EEG)、心电图(ECG)、皮电反应(GSR)和眼动追踪。实验使用g.Nautilus 28通道无线EEG、ECG、GSR传感器和Tobii Pro Glasses 3眼动仪,实时同步采集多模态生物信号,监测两个完整飞行周期(起飞、自由飞行、着陆)中的心理负荷、参与度和心率变异性(HRV)变化。该设置可在30分钟内完成准备,参与者全程保持移动自由。

卡内基梅隆大学团队让人脑与算法同步学习,未受训者脑电控光标准确率达86%

戴脑电帽的普通人,没接受过任何脑机接口训练,也能较快学会只靠想象动作来移动屏幕光标。卡内基梅隆大学Bin He团队的做法是让人和算法同时学习:手腕下的振动提示引导受试者调整想象策略,解码算法同步调整自身,重点采纳信息量高的脑信号。在31名未受训的健康受试者中,一维光标控制的平均离散准确率为86%,二维为77.5%。这种不需开颅的脑机接口成本更低、风险更小,但目前只在健康人的实验室任务中验证过。

脑机接口实时反馈错误相关电位,受试者察觉细微动作误差的能力提升

手术、射击等精细操作中,能否及时察觉几度的偏差往往决定成败,但传统训练只告诉人“答对没有”,很难让人对微小误差变得更敏感。美国得克萨斯大学奥斯汀分校等机构的研究人员换了个思路:当大脑意识到出错时,头皮脑电里会出现一种称为错误相关电位的信号。研究人员在训练中实时读出这一信号并反馈给受试者。为期五天的纵向研究显示,与单纯的行为训练相比,这种脑机接口训练加快了对3度误差的感知学习,并提升了对6度误差的感知表现,同时与意识到错误相关的错误正电位幅度增大。

联邦图学习框架融合脑电与肌电,提升混合脑机接口运动意图识别

混合脑机接口研究面临脑电信号空间分辨率低、数据量小且涉及隐私、以及联邦学习中数据分布不均等挑战。一篇发表于《Computing and Informatics》的论文提出名为FSDFGL的联邦图学习框架,在构建图数据时将肌电信号融入脑电信号,并在联邦学习过程中仅共享结构信息,以避免异构特征共享导致的性能下降。在TAN数据集上的实验表明,该框架在识别复杂运动意图方面具有优势。
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