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脑电反馈训练中使用的16导、32导BE设备

脑电反馈训练、工作记忆训练使用的便携BE设备
在日常的神经反馈训练、工作记忆训练中,离不开BE设备的支持。 BE设备中,B代表Brain,即大脑,E代表EEG,即脑电信号 ,所以BE设备,就是通过收集脑电信号, 在 经过处理,得出结论并给予学员反馈的设备。
Brain UP!就是一款BE设备,它采集我们的脑电信号,处理之后,通过手机APP(仙童、制胜)反馈给大家,就形成了我们最终看到的 "效率绘图机"、“”认知评估 、等等。
为什么说它是专门配合工作记忆训练使用的呢?因为大脑中,工作记忆区域主要在前额叶,也就是脑门的部分,所以只要接收这个区域的信号就足够了;当然,如果想进行更高层次的训练,例如脑机接口,因为参与这部分功能的脑区更多,就需要用到32导、64导收集信号,以及更加专业设备,这些设备往往用来进行“超常大脑”项目的训练,目前只是针对部分尖子生、还有各种少年班的学生进行训练,未来大家有兴趣,也可以申请体验。
或者简单 的理 解,Brain UP!是用来提升学习效率,提高成绩的;超常大脑项目是具备985/211基础的同学,未来向清华、北大这些顶级学府热门专业冲刺的,虽然原理都差不多,但是起点不一样。
市面上的BE设备非常多,那么 怎么来评估BE设备的 优略 呢?比较重要的一个指标就是信号,也就是EEG采集的精度。
EEG信号强度是非常弱的,只有50μV,什么概念呢?咱们常用的5号电池是1.5伏,脑电信号是它的1/1000000000,现在知道这个信号有多弱了吧?那么光采集导就可以了吗?还需要去掉“噪音”。所谓噪音,就是干扰的信号,EEG信号强度只有50μV,而干扰信号的强度不超过100μV,就像芯片里,虽然30纳米和3纳米在数量级上看起来差距不大,但是制造难度可是差了好几个数量级,要不怎么说被卡脖子呢。
所以,BE设备最 总要 的一个基础功能,就是信号精度。EEG信号的采集过程大体如下:

Brain UP!采集、处理信号的过程,也大体如此。
由于 EEG 信号具有较强的时变敏感性,在采集过程中极易受到噪声污染,包括生物电噪声和环境噪声。比较难处理的是生物电噪声,包括心电、肌电、眼电等等,它们是人体正常生理活动产生的,信号强度与 EEG 信号相当或更强,其中眼电信号是对BE设备干扰最大的生物电噪声。
去除这些干扰,常用的有 伪迹减法、主成分分析法、独立成分分析等。 其中伪迹减法是很多BE设备采用的,因为它的实现原理简单,价格也便宜。但是他有一个很严重的问题,就是此该方法在去除伪迹的同时,不可避免地去除了某些正常的EEG信号,导致精度降低。对于BE设备来说,特别是用于工作记忆训练的设备,是非常严重的问题,所以Brain UP!并没有采用这种方式,而是采用了 独立成分分析法+滤波 的办法,来去除噪音干扰。
滤波的目的是降低EEG信号中的噪音,而独立成分分析法,是在去除因眨眼、眼动等噪声方面取得较好的效果 ,两者结合就能确保EEG信号的精度,这也是目前国际上较为领现的一种EEG信号过滤方法。
工欲善其事,必先利其器。BE设备虽然不像芯片制造那样属于极高端产业,但也是有一定门槛的,虽然市面上有很多的BE设备,但是质量参差不齐,国内也没有统一的行业标准。大家可以参考设备是否取得了欧盟的CE认证(Brain UP!就拥有欧盟的CE认证),作为判断的依据。
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