大会主席是纽约州Wadsworth Center的Jonathan Wolpaw教授，他认为没有创伤的头皮脑电是脑机接口技术的未来，像霍金这样的运动残疾的病人只要带上脑电帽，就可以记录和识别一些简单的脑电活动，再加上计算机模式识别的帮助，就可以实现打字、控制轮椅等简单任务了。Wolpaw博士是一位包容的学者，他注意到另一类有创伤的脑机接口技术也取得了很大的进展，这类BCI通过外科手术，把硅电极阵列埋进大脑内部，获取大脑运动区的神经细胞放电，计算机解析后用来控制屏幕光标或机械手移动。这种技术虽然控制精细操作自如，但手术创伤的代价是不可避免的。布朗大学John Donoghue教授是有创脑机接口的主要代表，也被Wolpaw教授邀请来做大会报告。会上的争论非常激烈，有创和无创两种脑机接口技术之间的较量由此开始。
无创脑机接口：帮你“心想事成”的脑电帽
当你在阅读这篇文章时，如果戴上一个脑电帽，上面规则地排满金属电极(通常是银和氯化银电极)，在每个电极位置小心地注入导电胶(通常是氯化钠和胶黏剂的混合物)，让你的头皮通过导电胶和金属电极接触，再连接上生物电放大器，这时候就会在你前额和后脑勺的电极上检测到微弱的电位变化。这个电位变化反映你集中注意力的水平，但却无法检测你读到的文字和具体的思维活动。如果把我们的大脑比喻成一个巨大的体育场，那么里面的观众就是神经细胞，他们都在自由地“交谈”。要想听到每个人说话的内容，只能在每个人附近放个麦克风，这种探测只能进入体育场内。对我们的大脑来说，就要通过打开脑袋的外科手术来实现。为了避免手术创伤，我们把麦克风放在体育场外，也就是在脑袋表面贴上电极。体育场外的麦克风当然不能分辨里面每个人的讲话，但如果场内发生了很大的动静，例如大家都在为进球欢呼，场外便能听到；同样道理，贴在头皮表面的脑电电极无法分辨每个神经细胞的活动，但可以探测脑内“非常大的活动”，通常这种活动是很多神经细胞共同的活动，正如体育场里的半场或者全场欢呼。
这个例子说明脑电是个低分辨率的神经传感技术。依照电磁场理论，脑电的空间分辨率在一厘米左右，也就是说一厘米范围内的神经细胞活动，对于脑电电极来说是不可区分的。如果有人宣称可以用头皮外面的脑电来解读精细的思维活动，例如探测你正在阅读的文字、心算的数字、回忆的内容等，都是天方夜谭。
脑电产生的原理
大脑皮层的功能结构。一些初级区和感官及肌肉控制有直接的关系，如触觉初级区和运动初级区。
那么，为什么Albany脑机接口大会上还有那么多人研究基于脑电的脑机接口呢？当然是因为它没有创伤，正常人也可以用。如果你能设计出精巧的视觉或听觉刺激，能让脑机接口的使用者把自己的“简单思维”通过注意力或者想象机制加载到自己的脑电波上，你就可以分析使用者的脑电波，提取出他的“简单思维”。这是一种间接的“思维解读”，实际上是把脑电作为信息的载体，有点类似通讯系统的调制和解调制。Jonathan Wolpaw的研究组就是通过研究一种和注意力有关的事件诱发电位P300来实现脑机接口打字的。P300电位是当大脑检测到小概率的外界刺激，或者在一连串重复事件中检测到新奇事件时出现的，这个电位活动最强的位置往往在头顶中央。因为电压是正的，峰值大概在事件发生后300毫秒，所以被称为P300 (P for Positive)。如果把字母表随机重复一遍，当你希望选择的那个字母出现的时候，你的头顶中央就会检测到一个P300电位，而其他不相干的字母出现时，P300电位不会出现。如果我们把26个字母和键盘按键精巧地排列起来，快速地随机在计算机屏幕上闪现，同时检测你的P300脑电，就可以分析出你要选择输入的字母。Wolpaw研究组把P300应用于脑电打字的脑机接口，取得了很大的成功。这种设计的明显的缺点是，屏幕上的字母需要不停闪烁，用户会产生视觉疲劳；另外，P300脑电波的个体差异较大，给检测算法带来挑战。
后来我的实验室提出了一种新颖并稳健的设计：借用视觉目标的移动，而不是闪烁来激发一个200毫秒负向脑电波N200 (N for Negative) 来加载信息，首次实现没有闪烁，对任何用户都很稳健的脑机接口打字。其背后的神经机制也不再是对新奇事件的响应，而是高级视觉处理——运动视觉区的响应。这两种方法的共同缺点是打字速度不够快。清华大学高上凯和高小榕两位教授的研究组用头皮表面的稳态视觉诱发电位(一种有周期性的视觉闪烁诱发的规律性脑电响应，SSVEP)搭建了快速打字的脑机接口系统，至今仍然保持最快记录。这种脑机接口的信息加载在闪烁频率上，因而可以对视觉皮层的脑电波进行频率调制或者编码调制，从而实现很快的信息传输速度，最快可以做到1秒左右打出一个字符。
【免责声明】本文仅代表作者个人观点，与IT09数码网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容。您若对该稿件内容有任何疑问或质疑，请联系本网将迅速给您回应并做处理。