植入式脑机接口医学应用伦理规范考量

植入式脑机接口(BCI)因电极接近或植入大脑皮质,其空间分辨率和信噪比高,具有重要的临床应用前景。然而,植入式BCI的手术和电极存在损伤脑组织的安全风险,其医学应用面临着伦理挑战,而迄今为止少有文献系统地考量这一问题。为促进该类BCI技术的临床转化,本文从降低植入式BCI手术和电极对脑组织损伤的风险、向患者提供定制的个性化植入式BCI治疗、确保多学科协作的植入式BCI临床应用、负责任地使用植入式BCI等方面考量植入式BCI医学应用伦理规范,以期为植入式BCI医学应用伦理规范的研究及制定提供思考与借鉴。

脑机接口技术伦理规范考量

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。

脑机接口中运动想象的执行与能力的评估和提高方法

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。

脑机接口技术的应用、产业转化和商业价值

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。

基于脑磁图的智能脑机交互关键技术

脑机交互(BCI)是一种变革性的人机交互,旨在绕过外周神经和肌肉系统直接把脑神经的感知觉、表象或思维活动转化为动作,以进一步改善或提高人类的生活质量。脑磁图(MEG)测量神经元电活动产生的磁场,具有非接触式测量、时空分辨率高和准备方便等独特优势,是一种新的BCI驱动信号,基于脑磁图的脑机交互(MEG-BCI)研究具有重要脑科学意义和潜在应用价值。迄今为止,少有文献阐述MEG-BCI涉及的关键技术问题,为此本文聚焦MEG-BCI关键技术,详述了实用MEG-BCI系统中涉及的信号采集技术、MEG-BCI实验范式设计、MEG信号分析和解码关键技术、MEG-BCI神经反馈技术及其智能化方法。最后,本文还讨论了MEGBCI存在的问题和未来发展趋势,期望本文为MEG-BCI创新研究提供更多有益思路。

基于功能近红外光谱成像的神经反馈技术及应用

目前基于脑电图(EEG)数据或功能磁共振成像(fMRI)的神经反馈(NF)技术对大脑调节的影响已展开了广泛研究与应用,相较而言,功能近红外光谱成像(fNIRS)成为近年来在NF研究中新兴的技术手段。fNIRS是一种基于血液动力学的神经成像技术,具有成本低、便携性好、空间分辨率高等优势,更适合在自然环境下使用。当前国内缺少关于fNIRS结合NF技术(fNIRS-NF)的综合述评,为给fNIRS-NF技术相关领域研究提供参考,本文首先阐述了fNIRS-NF的原理、关键技术及应用,重点对fNIRS-NF的应用进行了较为全面的论述,最后展望并总结了fNIRS-NF未来的发展趋势。综上,本文对fNIRS-NF技术及应用进行总结,认为fNIRS-NF技术在神经性疾病及其相关领域具有潜在的实用价值,fNIRS可以作为NF训练的一种良好方法,期望本文可为fNIRS-NF技术的发展提供参考信息。