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一个新兴学科:脑机接口医学: 2024年; 随着脑机接口(BCI)技术的发展及其在医学临床的转化应用,BCI医学应运而生,必将会影响医学实践并产生深刻变革,也伴随带来一系列BCI医学伦理问题。BCI医学已逐渐成为一个新兴的学科方向,然而迄今为止,少有文献论述BCI医学。为此,本文聚焦BCI医学,首先概述了BCI技术主要的潜在医学应用,然后阐述了BCI医学的定义、目标、方法、潜在功效及相关转化医学研究,还讨论了BCI医学相关伦理,并介绍了BCI医学应用标准化操作流程和功效评价方法,最后展望了BCI医学面临的挑战及未来发展方向。未来,BCI医学或可成为高等教育的新兴学科专业。综上,期望本文为BCI医学学科的发展提供思考和借鉴。; 陈衍肖张喆王帆王帆赵磊丁鹏

碳酸盐型含银氧化铜矿选矿试验研究: 氧化铜矿是我国铜矿资源的重要组成部分,一般见于矿床上部的氧化带,因形成条件复杂,氧化铜矿石一般具有矿物组成复杂、结构构造差异大、嵌布粒度细、含泥量高等特点。而银因其具有亲硫、亲铜和亲铁的特性,在有色金属矿床中广泛分布,特...; 丁鹏; 关键词：氧化铜矿选矿银工艺矿物学; 文献传递

国内外脑电分析处理软件现状分析及发展趋势被引量：5: 2021年; 脑电(Electroencephalogram,EEG)分析是脑科学研究的重要内容.随着脑科学研究及应用的迅猛发展,EEG数据急剧增加(EEG大数据),给EEG分析处理带来了极大的挑战,针对挑战,国内外相继研究了EEG的分析算法和软件,并处于进一步的发展中.本文首先对国内外已公开且具有一定知名度的EEG分析处理软件的现状进行了分析,指出了它们的功能、性能、特点和适用范围.最后指出EEG分析处理软件进一步的发展方向是:适应新的脑科学问题和应用,以及EEG数据的急剧增加,提供智能、开放、标准统一的EEG数据分析平台;增加智能的EEG溯源分析模块以缓解EEG低空间分辨率问题、EEG大数据深度分析模块、EEG与其他多模态融合模块、EEG脑机智能融合模块、EEG人工智能应用模块、其他重要的EEG智能分析工具(包括EEG微状态分析模块、EEG脑网络分析模块、EEG机器学习模块等).; 伏云发丁鹏丁鹏苏磊赵磊周建华; 关键词：EEG分析脑科学人工智能

基于言语想象的脑机交互关键技术被引量：2: 2022年; 言语表达是一种人类重要的高级认知行为,该行为的实现与人的大脑活动密切相关,真实的言语表达和言语想象都能够激活部分相同的脑区,因此言语想象成为一种脑机交互的新型范式。基于言语想象的脑机接口(BCI)具有自发产生、无需训练、对被试友好等优点,因此受到了众多学者的关注。然而,这一交互技术在实验范式的设计和想象材料的选择方面并不成熟,存在较多亟待讨论的问题。因此,针对这些问题,本文首先阐述了言语想象的神经机制;然后评述了以往的言语想象BCI研究,系统分析了实验范式、想象材料、数据处理等方面的主流方法和核心技术;最后讨论了制约该类BCI发展的关键问题和面临的主要挑战,并展望了言语想象BCI系统在未来的发展和应用前景。; 刘艳鹏龚安民丁鹏丁鹏钱谦钱谦周建华苏磊; 关键词：实验范式解码

脑机接口中运动想象的执行与能力的评估和提高方法被引量：9: 2021年; 运动想象(MI)是驱动脑机接口(BCI)的一种重要范式,但MI心理活动不易控制或习得,MI-BCI的性能严重依赖被试MI的表现。因此MI心理活动的正确执行以及能力的评估和提高对MI-BCI系统性能的提升及应用具有重要的甚至关键性的作用。然而,在MI-BCI的研发中,已有研究主要聚焦于解码MI的算法,对MI心理活动的这三个方面没有足够的重视。本文针对MI-BCI的这些问题进行详细论述,指出被试易把动觉运动想象执行为视觉运动想象;未来需要研发客观的、定量可视化的MI能力评估方法,并且需要研发有效的、训练时间短的MI能力提高方法,也需要在一定程度上解决个体之间和内部MI的差异性、共性和MI-BCI盲问题。; 田贵鑫陈俊杰陈俊杰龚安民丁鹏罗建功董煜阳王帆党彩萍(综述)伏云发(审校); 关键词：脑机接口

脑机接口技术伦理规范考量被引量：1: 2023年; 脑机接口(BCI)技术的研发及潜在应用因与人脑密切相关,故与其相关的伦理规范是一个需要考量的重要问题。已有文献从非BCI研发人员和科技伦理的角度思考了BCI相关伦理问题,但少有从BCI研发人员的角度出发探讨该问题,因此有必要从BCI研发人员的角度研究和讨论BCI技术伦理规范。本文分别阐述了以用户为中心和以不危害他人及社会为前提的BCI技术伦理规范,并对其进行了讨论和展望。本文认为人类能够应对BCI技术所产生的伦理问题,随着BCI技术的发展,其伦理规范将不断完善,期望本文可以为BCI技术相关伦理规范的制定提供思考和借鉴。; 张喆赵旭马艺昕丁鹏丁鹏龚安民(综述)伏云发(审校); 关键词：知情同意权

脑机接口技术的应用、产业转化和商业价值被引量：7: 2022年; 脑机接口(BCI)是一种变革性的人机交互技术,其中既有不依赖外周神经和肌肉系统即可从大脑直接向外部设备或机器输出指令的BCI,也包括绕过外周神经和肌肉系统从外部设备或机器直接向大脑输入电、磁、声和光等刺激或神经反馈的BCI。随着BCI技术的发展,其不仅在医学领域具有潜在的应用,而且在非医学领域,如教育、军事、金融、娱乐、智能家居等方面也具有应用前景。目前,鲜有对BCI技术的相关应用、国内外BCI产业化现状以及其商业价值进行详细论述的文献,为此本文对上述内容展开阐述和讨论,可望为社会公众及组织、BCI研究人员、BCI产业转化者和销售人员提供有价值的信息,提高对BCI技术的认知水平,进一步促进BCI技术的应用和产业转化,提升BCI的商业价值,以便更好地为人类服务。; 罗建功丁鹏丁鹏田贵鑫徐浩天赵磊(综述)伏云发(审校); 关键词：脑机接口

基于欧式空间-加权逻辑回归迁移学习的运动想象EEG信号解码被引量：2: 2022年; 基于脑电图(Electroencephalography,EEG)信号的运动想象(Motor Imagery,MI)意图识别是脑机接口(BrainComputer Interface,BCI)研究中的重要问题.然而,EEG信号存在严重的个体性差异,不同被试之间的EEG信号特征空间分布差异很大,不同被试之间的分类模型不能通用.针对这一问题,提出一种基于欧式空间的加权逻辑回归迁移学习方法,算法首先将不同被试的EEG数据进行欧几里得空间对齐,使各信号更加相似,减少差异性,然后计算特定被试共空间模式(Common Spatial Pattern,CSP)获得不同的特征值,并计算这些特征值的KL(Kullback-Leibler)散度,进而利用KL散度调整迁移学习的加权逻辑回归算法,得到分类模型.实验结果表明:对于BCI竞赛IV中的数据集2a,提出的方法可以极大地提升BCI的学习性能,算法分类准确率比基线算法(线性判别分析)高出15%.在数据样本增多的情况下,被试的分类准确性也得到了明显的提升,和同类算法相比,分类准确率提升4%,说明提出的算法能进一步提高BCI的学习性能,改善分类模型的通用性问题.; 陈黎龚安民丁鹏丁鹏; 关键词：脑机接口逻辑回归

脑机接口人因工程及应用:以人为中心的脑机接口设计和评价方法被引量：6: 2021年; 脑机接口(BCI)是一种变革性的人机交互,目前正朝智能脑机交互和脑机智能融合方向发展。然而,BCI的实用化面临极大的挑战,BCI技术成熟度尚未能满足用户的需求,BCI的传统设计方法有待改进。BCI人因工程对缩小研究与实际应用之间的差距具有重要的作用,但目前尚没有引起足够的重视,也没有专门的深入论述。本文针对BCI人因工程,阐述以人为中心的BCI设计需求(来自用户)、设计思想、目标和方法以及评价指标。BCI人因工程可望使处于不同使用条件下的BCI系统设计更符合人的特点、能力和需求,提升系统的用户满意度,增强用户体验感,提高BCI的智能化,使其走向实际应用。; 吕晓彤丁鹏丁鹏龚安民赵磊赵磊苏磊钱谦; 关键词：脑机接口

一种新型结合下肢动觉运动想象和视觉运动想象的脑机接口被引量：2: 2022年; 基于运动想象(Motor Imagery,MI)的脑-机接口(Brain-Computer Interface,BCI)是一类重要的BCI,传统的MI方式是动觉运动想象(Kinesthetic Motor Imagery,KMI),较少采用视觉运动想象(Visual Motor Imagery,VMI).提出一种KMI与VMI混合的BCI并评估其性能.共招募12名被试参加离线与在线实验EEG(Electroencephalogram)数据采集,离线实验先以KMI方式分别进行屈膝和伸膝,然后分别以KMI,VMI和VKMI三种方式行走,由离线分类精度与三种不同方式想象行走的脑激活程度确定在线实验方案.提取EEG幅值包络线特征,并采用朴素贝叶斯分类器、二次线性判别和决策树进行在线分类,验证系统性能.溯源分析表明,使用新的想象方式进行行走想象时,运动皮层的激活时长高于VMI,体感皮层的激活时长高于KMI,混合的想象方式可能更有利于促进这些脑区的可塑性. 12名被试在线测试三分类的平均准确度达到63.29%±0.09%,平均卡帕系数为0.45±0.13.该研究可望为未来研发下肢运动功能障碍康复训练BCI系统提供思路.; 董煜阳龚安民丁鹏丁鹏王东庆伏云发

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丁鹏

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