迟新一 崔红岩 陈小刚＃

(中国医学科学院北京协和医学院生物医学工程研究所，天津 300192)

引言

脑机接口(brain-computer interface，BCI)通过获取和解析大脑神经活动，将用户意图翻译为命令，在没有外周神经和肌肉参与的情况下实现对外部设备的直接控制[1]。 脑机接口的初衷是为严重运动障碍患者提供一种全新的与外界交互的方式，如让截肢者、脊髓损伤者或肌萎缩侧索硬化症患者利用大脑直接打字或控制假肢等。 近年来，随着研究的深入，脑机接口针对健全人的非医学应用(如教育、游戏、认知增强)也日益增加[2]。

无创脑机接口通过非侵入式的神经成像技术获取大脑信号，如以神经活动产生的血流和代谢变化为基础的功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging， fMRI) 和功 能近红外光谱(functional near-infrared spectroscopy，fNIRS)，以及以神经活动产生的电或磁信号变化为基础的脑电图 ( electroencephalogram， EEG )/脑磁图(magnetoencephalogram，MEG)。 其中，脑电图因高时间分辨率、便携和低成本等特点被广泛应用于脑机接口研究中[3-4]。

基于脑电的脑机接口常用模态包括:P300 电位、稳态视觉诱发电位(steady-state visual evoked potential，SSVEP)和运动想象(motor imagery，MI)等。 传统脑机接口通常依赖于单个输入信号或单一模态，如SSVEP 脑机接口、MI 脑机接口。 虽然近年来传统脑机接口取得了较大进展，但是其受限于单一信号或模态的固有缺点，在性能和适用人群方面仍受到一定制约。 如，约20%的用户使用MI 脑机接口系统的准确率低于70%，被认为不能对系统进行有效控制[5-6]，即所谓的脑机接口盲(BCI illiteracy)；虽然P300 和SSVEP 脑机接口适用于更大比例的用户，但不一定适用于所有用户[7]。……