腦電波生物傳感器,檢測腦電波用什么傳感器


1、檢測腦電波用什么傳感器
腦電波是大腦皮層大量神經(jīng)元的突觸后電位總和的結(jié)果。腦電波同步節(jié)律的形成與皮層丘腦非特異性投射系統(tǒng)的活動(dòng)有關(guān)。
生物電現(xiàn)象是生命活動(dòng)的基本特征之一,各種生物均有電活動(dòng)的表現(xiàn),大到鯨魚,小到細(xì)菌,都有或強(qiáng)或弱的生物電。其實(shí),英文細(xì)胞(cell)一詞也有電池的含義,無數(shù)的細(xì)胞就相當(dāng)于一節(jié)節(jié)微型的小電池,是生物電的源泉。
人腦中有許多的神經(jīng)細(xì)胞在活動(dòng)著,而成電器性的變動(dòng)。也就是說,有電器性的擺動(dòng)存在。而這種擺動(dòng)呈現(xiàn)在科學(xué)儀器上,看起來就像波動(dòng)一樣。腦中的電器性震動(dòng)我們稱之為腦波。用一句話來說明腦波的話,或許可以說它是由腦細(xì)胞所產(chǎn)生的生物能源,或者是腦細(xì)胞活動(dòng)的節(jié)奏。
十九世紀(jì)末,德國的生理學(xué)家漢斯·柏格(Berger, Hans 1924)看到電鰻發(fā)出電氣,認(rèn)為人類身上必然有相同的現(xiàn)象,而發(fā)現(xiàn)了人腦中電氣性的振動(dòng)。后來,藉由圖表來補(bǔ)捉腦波,才得知振動(dòng)的存在。由于這和人類的意識活動(dòng)有某種程度的對應(yīng),因而引起許多研究者的興趣。
2、什么是通過儀器向個(gè)體呈現(xiàn)其身體狀況
通過儀器向個(gè)體呈現(xiàn)其身體狀況的如下:
1、心率,可以通過生物傳感器比較容易測量的生理指標(biāo)之一,且與身體健康狀況密切相關(guān),因此被廣泛用于生物反饋技術(shù)。
2、腦電波,可以通過生物傳感器比較容易測量的生理指標(biāo)之一,且與身體健康狀況密切相關(guān),因此被廣泛用于生物反饋技術(shù)。
3、如何采集腦電波
【腦電波的形成】大腦在活動(dòng)時(shí),大量神經(jīng)元同步發(fā)生的突觸后電位經(jīng)總和后形成了腦電波,我們儀器記錄的腦電波即是腦神經(jīng)細(xì)胞的電生理活動(dòng)在大腦皮層或頭皮表面的總體反映。。
【人體腦電波的特點(diǎn)】人體是復(fù)雜的生物體,而生物體內(nèi)部的神經(jīng)主要依靠電波來傳遞信號,電波信號最強(qiáng)的部分在腦部,這是人體的指揮中樞,腦電波頻率非常高,強(qiáng)度大,很容易捕捉到。
【腦電波傳感器的種類】目前主要有微電流檢測、微磁傳感器兩種,都是利用電極來檢測電壓的變化。
【傳感器的具體原理】微電流傳感器埋在大腦皮層下或貼在頭皮上,檢測大腦活動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的微電流變化。這是目前普遍采用的腦電波記錄方法。微磁傳感器可以檢測到大腦電流產(chǎn)生的磁場變化,但是技術(shù)還不是很成熟,目前仍處于開發(fā)狀態(tài)。
【傳感器采集信息的后續(xù)處理】傳感器會將采集的信號按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。
4、科幻電影成現(xiàn)實(shí)!天津95后大學(xué)生用腦電波寫福字,贏得了大眾怎樣的贊賞?
就在近期,兩名天津大學(xué)的95后大學(xué)生,用腦電波操控“哪吒”多腦協(xié)控智臂系統(tǒng)寫了個(gè)“?!弊?。他們在接受采訪時(shí)表示,未來的腦控系統(tǒng)也許會徹底顛覆現(xiàn)有的人機(jī)交互方式,人與人的交流不僅停留在語音或文字,還可能通過心靈進(jìn)行溝通。這也就意味著,用腦電波寫福字已經(jīng)成為了現(xiàn)實(shí)。對于這件事,網(wǎng)友也是展開了熱烈的討論。紛紛對這種行為表示贊賞。我們也期待這項(xiàng)技術(shù)能夠在未來應(yīng)用到更為廣闊的領(lǐng)域。說到腦電波,其實(shí)就是一種電信號。
但是腦電波的微伏測量很難,但是檢測完全沒問題,至少實(shí)驗(yàn)室沒問題?!北本┐髮W(xué)工學(xué)院特聘研究員雷霆表示,腦電測量設(shè)備的先進(jìn)性、貼合的緊密程度、測量方法、是否植入等均對是否能夠準(zhǔn)確測量腦電波產(chǎn)生影響。 另外,據(jù)了解,目前獲得腦電波的方式,有腦機(jī)接口、電極貼片、頭環(huán)或頭盔等。通過腦機(jī)接口獲取腦電波的方式,理論上獲取效率最高,識別率最好,而且可以長期持續(xù)使用,但缺點(diǎn)是需要腦機(jī)接口,風(fēng)險(xiǎn)性較大。電極貼片是一種典型的獲取腦電波的方式,在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和一些科學(xué)實(shí)驗(yàn)場景,我們常??梢砸姷皆谀X外部貼上密密麻麻電極的場景。
而電極貼片獲取腦電波的方式,就是通過兩個(gè)干電極,將芯片與測試者頭部相連,其中一個(gè)干電極貼于測試者的腦門,另外一個(gè)夾在測試者的左耳;然后將生物傳感器與電腦終端相連,芯片將采集到的腦電波信號通過藍(lán)牙的方式發(fā)送到生物傳感器,電腦終端就會顯示腦電波信號的特征值。 雖然這種方式比腦機(jī)接口的成本低很多,不需要植入,安全性較高,但缺點(diǎn)也很明顯,那就是這種方式操作成本較高,且需要專業(yè)人士協(xié)助,不能隨時(shí)進(jìn)行,日常生活場景中很難普及。
此外,頭環(huán)或頭盔也是獲取腦電波的方式之一。頭環(huán)或頭盔的優(yōu)點(diǎn)在于可以簡單佩戴,持續(xù)使用,可以方便地產(chǎn)品化。其缺點(diǎn)是采集信號容易被背景噪音信號干擾,識別的準(zhǔn)確性和效率明顯不如前兩者。 現(xiàn)在,對于腦電波的破譯還需要走很長的路,也就是說,現(xiàn)在只是完成了萬里長征的第一步,接下來還有很長的路需要走。
責(zé)任編輯:David
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