从脑-机接口到脑-器交互

脑-机接口(brain computer interface,BCI)建立了大脑和非生物设备之间直接的信息交互通道。在认可BCI技术独特应用价值的基础上,进一步整合了身心医学与脑-机接口,强调了“脑与身体”和“脑与环境”的相互支撑关系,提出了脑-器交互(brain-apparatus communication,BAC)框架。对脑-机接口到脑-器交互的发展历程进行了概述,并从脑-器官交互、脑-外部环境交互以及两者融合方面讨论了脑器交互对人类健康的影响。

从脑科学看儿童成长与教育

我不是专门做青少年教育的,但我对教育有很深的感情,我愿意从脑科学的角度来谈谈对儿童成长与教育的看法。儿童脑发展大家可能都清楚,儿童在孕期的后期发展是非常快的,这意味着在他出生前后的时间十分关键。动物的"印刻效应"就是一个关键期现象,在出生之后的一小段时间,它把运动的对象视为自己的目前母亲。与此同时,我们可以看到早产会带来长远的影响。有研究显示,早产儿大脑存在多区域的、长期的差异,且与认知能力相对较低相关。

功能磁共振脑连接度中心性对精神分裂症症状的预测评估

精神分裂症是一种严重影响患者身心健康的精神类疾病,绝大部分患者需要终身服药以控制症状,因此药物疗效的评估预测对于患者治疗方法的选择十分重要。采用功能磁共振的脑连接度中心度(DC)指标,分析临床常用抗精神病药物利培酮和氯氮平对大脑功能的影响,并尝试建立预测评估两种药物疗效的方法。基于44例精神分裂症患者(20例利培酮治疗组、24例氯氮平治疗组)和30例健康志愿者的脑静息态功能磁共振成像数据,首先采用方差分析得到患者组与正常组间的差异脑区,然后根据这些脑区的DC值,用多变量支持向量回归算法构建回归模型,探讨用DC值评测患者症状的可行性。结果发现,两个患者组的丘脑、脑岛及初级感知运动相关皮层的功能连接特征存在显著的异常(P<0.05),且可以有效地预测氯氮平组患者的阴性症状(r=0.448,P<0.05),但未能较好地预测利培酮患者的症状。在统计对比分析的基础上,利用回归模型,标识出抗精神疾病药物作用的部分重要脑区,因而有助于将来患者治疗的药物选择。

脑-机接口:如何从实验室到现实场景?

脑-机接口(BCI)可以概括为利用在线脑信息进行脑与计算机通讯的系统。BCI经历了近半个世纪的发展,虽然在民众中已有了很高的知晓度,但BCI在实际场景中的应用仍然十分有限。本专辑邀请了国内部分脑-机接口团队,报告了他们推进BCI从实验室到现实场景的努力。本文概述了相关论文的主要情况,并展望了BCI技术的未来发展。

脑器交互学——脑与外界协同的新学科

脑器交互学作为脑与外界交互的统一融合框架,整合了脑器交互的主体、方法和应用模式。本文从生物器和非生物器的角度对脑器交互进行了模式的划分,将脑器交互模式划分为脑与生物器官交互(BAC-1)、脑与外界非生命的器械及环境的交互(BAC-2)以及两类交互的融合智能体(BAC-3),并阐释了不同模式下脑器交互的途径和潜在的应用价值。

脑电磁成像进展及展望

无创脑电磁成像技术以其高时间分辨率,且可通过源成像技术有效提高空间分辨率的优势,在推进大脑认知原理和脑疾病机制研究中起着不可或缺的作用.本文从脑电/磁信号处理、脑电/磁逆问题、脑电/磁设备、脑电/磁应用等几个主要方面,综述了相关研究的主要进展,探讨了脑电/磁领域的若干前沿问题,展望了今后需要重点关注的方向.

小学生社会情感能力影响学业成绩的机制及教育启示

社会情感能力对促进青少年积极发展、减少学生问题行为以及提升学生学业成绩等方面均有显著影响。然而,社会情感能力影响学业成绩的具体机制尚不明晰。本研究通过对539名小学生的调查分析发现,社会情感能力可以预测学业成绩,学业情感、学习策略、师生关系在社会情感能力与学业成绩之间起中介作用。研究建议,学校要重视并培养小学生的社会情感能力,学校要结合社会情感学习项目改善小学生的学业情感和学习策略,教师要在为小学生提供支持性环境的过程中建立良好的师生关系等。

稳态视觉诱发电位频率识别算法研究进展

稳态视觉诱发电位是脑-机接口系统中常用的控制信号之一。基于稳态视觉诱发电位的脑-机接口具有高信息传输率、训练时间短等优点,已成为脑-机接口研究领域的一个重要分支。本文从无监督学习算法、有监督学习算法和深度学习算法三个方面,归纳了近五年稳态视觉诱发电位频率识别算法研究的主要进展,并展望了值得关注的若干前沿问题和研究方向。