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非侵入式脑机接口

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非侵入式脑机接口通过头皮脑电、功能近红外等技术采集大脑信号,无需开颅手术即可实现人机交互。本专题关注 EEG 头戴设备、SSVEP 拼写器、运动想象范式等方向的产品与研究进展。

2026 年 11 月

丹麦技术大学等研究通过脑电和上下文检索已阅读句子

一项研究提出层级对齐框架,探索结合脑电信号与上下文,检索被阅读的句子。研究聚焦句子级脑电到文本分类,而不是直接生成句子,也不是仅凭脑电识别任意思想。作者指出,以往不少解码研究围绕音素、字母和单词展开,而句子能够承载更完整的语义;在句子级任务中,分类受到的研究关注又少于生成。该框架旨在研究脑电与文本的对应关系,为如何选择句子检索或生成路径提供研究方向。非侵入式辅助交流是其应用背景,不代表已验证沟通障碍人群的使用效果。

中山大学研究脑电情绪识别,探索处理试次内不可靠标签

研究提出VARY学习框架,处理脑电情绪识别中整段记录的情绪标签未必适用于每个短片段的问题。方法通过两阶段筛选寻找标签较可靠的片段,并结合针对脑电的数据增强。研究在两个公开数据集上,采用三种网络架构和多种标签噪声设置进行评估。作者报告,相比表现最佳的基线方法,DREAMER和SEED上的最大准确率提升分别为11.54%和5.39%。这些结果来自数据集测试,反映的是特定测试条件下的最大增益,而非所有设置下的平均提升。
2026 年 10 月

广西大学等研制仿生梯度电极,在日常活动中完成8小时脑电记录

广西大学、广西医科大学武鸣医院、清华大学等机构合作开发仿生梯度电极,贴近头皮一侧较软,连接电路一侧较硬,并以渐变孔隙持续释放电解质。两名男性分别完成8小时日常活动记录和14小时记录实验。后者每小时进行两类视觉诱发输入任务,SSVEP准确率保持95%以上,mVEP保持90%以上。长时实验各为单人测试,不能外推为普遍佩戴表现或临床疗效。

遵义市第一人民医院等制定卒中偏瘫重建共识,明确脑机接口辅助定位

多学科专家组针对卒中后痉挛性偏瘫制定功能重建共识,建议先区分随意运动控制受损、异常肌肉过度活动、固定结构限制和肌力失衡,再根据患者功能目标与主要限制因素选择治疗。当随意运动控制受损时,任务导向运动训练仍是基础,非侵入式脑机接口闭环训练可作为特定患者的潜在辅助手段。共识同时讨论诊断性运动神经阻滞、周围神经手术及肌腱和软组织重建的适用情形。由于证据质量不一,目前没有得到支持的通用治疗顺序或组合策略。

瓦伦西亚理工大学等提出20要素框架,覆盖脑机接口实验与系统

研究提出面向运动想象和稳态视觉诱发电位脑机接口的整合双框架,重点服务康复与机器人研究。框架基于科学文献回顾形成,将20个组件分为实验部分与脑机接口系统部分,既涵盖影响研究有效性的非技术环节,也描述系统技术架构。研究还配套提出分类法与检查清单,帮助统一术语并检查研究要素是否齐全。作者在三项脑机接口研究中开展了文档评估,用于展示框架的适用性;这一评估针对研究设计与报告工具,而非康复疗效或机器人控制性能。

科贾埃利大学等近红外四分类准确率达95.6%,增益来自29人数据集评估

科贾埃利大学等机构的研究人员提出自适应多域特征融合框架,将功能性近红外信号的两类特征结合,用于区分左手运动想象、右手运动想象、心算和休息。在29名参与者的公开数据集上,采用受试者独立的留一受试者交叉验证,框架平均准确率达到95.6%,高于仅用时间特征的90.7%、仅用倒谱特征的95.0%和直接拼接特征的95.2%。相较直接拼接,每名参与者的准确率提升为0.2—0.7个百分点。结果表明,相对时间特征的大部分增益来自倒谱特征,自适应加权带来的是小幅、持续的补充改善。

衡阳师范学院等开发轻量脑电模型,参数约8000个

衡阳师范学院与重庆第二师范学院研究人员合作提出轻量脑电解码模型NCEL,并在五个基准数据集上评估。模型在BCIC IV-2b上的平均分类准确率为82.75%;相较EEGNet参考值,在P300和BCIC IV-2b上的平均表现分别提高12.53和9.54个百分点,参数量约为0.008M。不过,在同一受试者、不同采集会话相互分离的额外评估中,模型在BCIC IV-2a上的跨会话表现与EEGNet相当,在BCIC IV-2b上的平均提升为1.80个百分点。研究展示了紧凑模型的分类能力,更广泛的跨会话泛化仍需验证。
10-26 产业报道

瀚翔脑科学出任深圳市脑机接口产业协会会长单位

瀚翔脑科学表示,深圳市脑机接口产业协会在2026深圳脑博会开幕式上正式成立,公司出任会长单位。同场成立的还有粤港澳大湾区脑机接口新质生产力协同发展创新联合体。大会于2026年10月21日在深圳光明生命科学园启幕。据公司介绍,其参展产品包括深部经颅磁刺激系统、近红外脑功能成像装置、经颅磁刺激3D导航系统、经颅磁刺激仪Smart系列,以及脑电图仪/事件相关电位产品。

加州大学伯克利分校等训练近红外模型,在3个外部数据集测试迁移

加州大学伯克利分校、南加州大学和微软研究院团队提出MtReNIRS,在12个公开近红外数据集、268名受试者约567小时记录上预训练,再在三个未见外部数据集测试。模型对齐不同探头布局,用于跨受试者迁移及每类2至8个标签的个体内校准。全文显示,跨人结果并非在所有数据集上均显著优于全监督基线,少样本收益也因数据集而异。设备、任务和布局差异共存,跨设备效应未被单独隔离。

日本电气通信大学免训练处理脑电,信息传输率最高增加11.30bit/min

日本电气通信大学的一项研究提出,无需训练模型,也可通过反复随机采样和粘贴脑电信号,增强稳态视觉诱发电位分量,帮助视觉脑机接口识别目标指令。在合成信号和公开基准数据集实验中,该方法在所有受测信号长度下均优于传统方法,信息传输率最高提升11.30bit/min。稳态视觉诱发电位是大脑对周期性视觉刺激产生的持续响应,可用于判断用户注视的目标。研究针对学习型方法需要训练数据、前期成本较高的问题,探索免训练的信号处理途径;上述增益来自信号和数据集实验。

哥伦比亚大学医学中心合作研究发现,41名临床无反应患者中13人能控制脑机接口

哥伦比亚大学医学中心参与的一项前瞻性单中心研究发现,41名临床无反应的急性脑损伤重症患者中,13人(32%)能够控制脑机接口。系统实时分析脑电,将患者尝试运动时的信号转为声音变化。实现控制者中,4/13在出院时恢复临床意识,未实现控制者为1/28;12个月时,达到研究所定义功能独立标准的比例分别为6/13和2/28。结果显示,脑机接口控制能力与后续恢复相关,但不能证明使用设备促进了恢复。此次测试的是单向控制,双向交流仍属未来应用方向。

南昌大学合作团队识别运动想象,三个脑电数据集准确率达80.21%至97.32%

南昌大学参与的一项合作研究提出深度学习网络,用于从脑电信号中识别运动想象任务。在三个公开脑机接口数据集上,网络对数据集1的4类任务、数据集2的2类任务和数据集3的4类任务,分别取得80.21%、90.19%和97.32%的平均准确率,均超过各数据集上表现最好的对照网络。研究将多尺度信号处理与时间、通道注意力机制结合,并通过分段重建扩充训练数据。这些结果来自公开数据集评估,反映的是特定任务与训练条件下的分类表现,不等同于实时脑机接口或临床应用效果。

浙江工业大学改进运动想象脑电解码,逐试次自适应耗时40至60ms

浙江工业大学团队提出MOPC,让运动想象脑电解码器在接收新信号时调整参数,无需重新访问原训练数据。作者报告,在BCI IV IIb和OpenBMI上的性能分别比先前方法提高2.22%和3.67%,每试次自适应耗时约40至60ms。arXiv页面注明论文已获《IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement》接收。

Araya Inc.参与研究:脑电语音解码贡献不能仅用肌电关联解释

Araya Inc.与Sincxpress Education SRL研究人员分析了利用超高密度脑电预测口语单词的模型,考察解码依据是否来自神经活动,而非说话时的肌肉电活动。结果显示,各电极对解码的贡献无法用其与肌电的互信息解释;脑电解码依赖的时段也不同于仅使用肌电的解码。有声言语与极轻微外显言语的脑电解码贡献时段存在部分重叠。在所有言语条件下,去噪均增强了言语相关脑区电极对解码的贡献。作者据此认为,适当预处理有助于利用脑电中的神经活动解码口语单词。

华中科技大学跨人视觉脑电对齐,每类用1个带标签试次

华中科技大学提出KDHNet,将解析信号处理与神经网络结合,用于校准数据较少时的SSVEP视觉脑电解码。在三个公开数据集的受试者内比较中,15个分析窗设置中的14个及全部10个校准比例设置,其平均准确率和信息传输率在所比方法中最高。跨人评估位列第一或第二,但对齐仍需目标受试者每类一个带标签试次。结果来自数据集实验,不能视为零校准系统已验证。

运动想象脑电分类框架完成双数据集测试与设备部署

研究团队提出了一种运动想象脑电分类框架,在两个竞赛数据集上测试,并部署到NVIDIA Jetson Nano。按受试者依赖协议评估时,该方法在BCIC III IVa和BCIC IV 2a上的准确率分别为93.67%和79.14%;采用留一受试者法、测试对未参与训练者的泛化能力时,平均准确率分别为76.49%和55.50%。设备部署测试还报告了完整处理流程的延迟和吞吐量。这些结果展示了数据集分类表现及设备运行速度,但不能据此认定该方法已能改善运动障碍。

脑电通道缺失时,新方法更准确地识别想象中的动作

研究团队提出TriRouter框架,针对脑电通道稀少或受损时的运动想象分类问题,根据可用通道分配不同处理路径的贡献。在BNCI2014-001数据集上,相比研究中最强的受损脑电基线方法,该框架在名义缺失比例为25%、50%和75%的设置下,准确率分别提高3.68、4.02和6.46个百分点。作者还报告,该方法在按区域成组缺失通道及额外的低通道数数据集评估中仍有效。这些结果来自数据集评估,不能直接等同于实际使用中的脑机接口表现。

踝部动作脑信号解码完成离线与模拟在线测试,Air University参与研究

一项Air University等机构作者参与的试点研究,采集20名健康参与者和7名踝部运动障碍患者的功能性近红外信号,尝试区分静息、脚尖上抬和下压,并生成外骨骼踝关节控制指令。在健康参与者的跨受试者离线验证中,支持向量机平均准确率为72.50%±13.8%;采用参与者内验证的模拟在线测试,在1.5秒步长下获得最高平均准确率62.2%±14.1%。患者组采用留一试次验证时为57.23%±5%。这些结果属于概念验证,不代表已实现前瞻性实时外骨骼控制或证实康复疗效。

上肢运动想象解码研究用少量电极开展跨受试者测试

研究人员提出一种上肢运动想象脑电解码框架,在三个数据集上检验模型对不同受试者的适用性。该方法结合电极之间的连接关系、人工设计的时频特征和空间、时间特征学习。在PhysioNet数据集的三个上肢类别任务中,使用5个电极时,留一受试者验证准确率为96.01%;在BCI IV-2b数据集上,使用3个电极时,同一验证方式的准确率为93.35%。作者报告,该方法与代表性图方法相比表现具有竞争力,同时需要更少的可训练参数和脑电电极。这些结果来自数据集评估,不等于已验证在线控制或临床应用效果。

纹理闪烁改善脑机接口视觉舒适度,解码表现取决于频段

一项健康成人研究比较了带Gabor纹理的闪烁圆盘与纯色闪烁圆盘。首轮频率扫描纳入24人,两个月后的五目标任务分析纳入其中18人。结果显示,纹理闪烁在3—9Hz范围内诱发的脑电信噪比更高,参与者在所有测试频率下也报告更舒适、疲劳感更低。五目标任务采用离线分类:纹理闪烁在5—7Hz表现较好,纯色闪烁则在14—16Hz更可靠,两者在各自优势频段的准确率相当。纹理带来的舒适度优势并不意味着它在所有频率下都能提供更好的解码表现。

研究将脑电与文本对齐,探索想象语音的语义解码

研究人员将想象说话时的脑电信号与文本的语言表示对齐,希望在识别固定意图之外,利用不同表达之间的语义关系。研究在Chisco想象语音数据集的5名受试者、39个意图类别上评估了这一框架,解码表现与针对该任务优化的闭集分类器相当。脑电与文本的最大相似度还能筛选出Top-1和Top-5准确率更高的留出试验子集。五个语义维度的平均一致率均高于50%的机会水平参照;对未见候选句子的比较则属于定性展示,不能据此认定系统已能自由读取任意想象语句。

想象语音解码跨人测试接近随机水平,研究复核三个脑电语料库

研究人员分析三个公开语料库,检验用一人的头皮脑电训练的想象语音解码器能否用于另一人。在482个受试者有序对中,没有任何一对在多重比较校正后保持显著;各语料库的平均迁移准确率与随机水平相差均不超过0.006。研究还发现,区分想象任务与刺激前静息的信号,更符合刺激后状态,而非想象活动本身。单人内部解码中,只有竞赛语料库的所有受试者均超过阈值,但其频率特征未通过伪迹审查。结果限定于这些语料库和所检验的表示方式,不能推广为所有想象语音解码均不可行。

北京体育大学解码模型在部分离线比较中获支持,扩大统计校正后未显著

北京体育大学研究团队提出一种运动想象脑电解码模型,在三个公开数据集上开展针对单个受试者和跨受试者的离线评估。与平均准确率最高的基线相比,新模型在两个数据集的受试者特定评估中分别提高3.56和1.62个百分点;跨受试者评估中的另一项差异为2.08个百分点。这三项比较在各自设置内进行多重比较校正后获得统计支持,但在涵盖56项比较的更广校正中均未保持显著。结果为分阶段整合局部与较长时间范围的脑电信息提供了有限支持,尚不能据此认定在线控制或临床应用获益。
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