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在線的各位專家同道，大家晚上好。首先感謝主持人的介紹，感謝專委會的邀請。相信大家對腦機接口技術都抱有一定興趣，今天我們在這里共同學習一下腦機接口技術在腦損傷康復的應用。

康復上講的腦損傷，其實跟神經外科和神經內科理解的腦損傷是不太一樣的。康復中的腦損傷是包括了神經內、外兩個系統的腦部疾病，包括高血壓、腦出血、腦梗死、缺血性卒中和出血性卒中等，只要是對腦部病變、腦功能造成問題的都可以把它稱為腦損傷。

我將給大家介紹以下幾個內容：從腦機接口的基本概念開始；然后重點談一下腦機接口在腦損傷康復里面的應用情況；接下來再講一下它的臨床效果以及相應的一些研究結果和發現；給大家提一下與工科研究非常緊密的fNIRS-BCI，也就是近紅外的腦機接口；最后我們談談腦機接口的應用前景，尤其是在康復當中他的應用前景。

1.腦機接口概述

首先我們看一下什么是腦機接口？可能最通俗易懂、最形象是電影阿凡達中把人的思維嫁接到了另外一個空間的一個機體上，就是等于同一個思維出現在兩個個體上。好比我現在在講課，可能我的思維不只能通過我這個本體來表達，可能還有另外一個本體同樣可以表達這些內容。

腦損傷患者的本體大腦在腦和外周的傳輸過程當中出現問題，那么他的思維就可以通過另外一個通道把這個腦思維的信號傳遞出來，進行表達。這個表達就是說腦機接口有個輸出端了，它有輸入端還有輸出端，那么輸出端就是各種各樣的。

目前大家只要看到BCI這個關鍵詞，基本上就是代表的腦機接口，大腦和機器相連的一個接口。它是等于把你的腦信號轉換成了機器可以識別的外部機器，它是在大腦與外部設備之間建立的一個能夠直接傳送信號的通道，實現神經系統和外部設備間的信息交互與功能整合的技術。

2.腦采集信號的方式

在這個構架里面很重要的一步就是要提取腦的信號。腦信號的采集方式有哪些方式呢？按照它采集的方式，我們可以分成侵入性和非侵入性。侵入性的是需要神經外科去做手術的，要把腦電極陣列植入到人的大腦皮層里面去的，就像圖上給大家展示的，放到這個大腦皮層，緊貼大腦皮層。這其實屬于侵入性中的完全植入式，還有一種它是通過微創的手術方法，不需要打開顱骨，通過微創的方式。叫半侵入性。半潛入性的電極不會放在大腦皮層上，放到硬膜下或者硬膜外。通過這樣的電極去記錄患者的硬膜下或者硬膜外的皮層信號。

侵入性的采集方式有哪些特點呢？首先侵入性的電極是長期穩定放置的，可以直接記錄到神經元的電活動。另外它的信號衰減是比較小的，信噪比和空間分辨率較高的，干擾很小。同時它有很多的缺點，比如第一個就是它是有創的，技術難度大，而且它還有繼發感染的可能性。除了這個以外，因為它是植入的異物，會有排異反應，人體是否能夠接受；最后就是植入以后，電極是有壽命的，一旦電極出現故障或者電極壽命到了以后，更換又是一個很大的問題。

因為侵入性存在這些缺點，所以我們就重點研究非侵入性的可穿戴式的腦機接口設備。

首先第一種可穿戴式就是EEG-BCI，這是目前為止公認的，不管是科研還是臨床上用的最多的。它的優點就是腦電帽可以穿戴在頭皮上，能夠監測到群體神經元的放電活動，而且它的時間分辨率相對來說是比較高的，空間分辨率雖然不是特別高但也能夠接受。其傳遞至頭皮表面時衰減較大，信號容易受噪聲干擾，所以信噪比相對來說會比較低。

然后第二個就是近紅外fNIRS，通過近紅外的方式來收集被試者的腦電信號，然后跟BCI接口結合。近紅外的好處第一個是監測大腦活動時，它是通過光譜輸入，接收的數據是氧血紅蛋白和脫氧血紅蛋白的相對變化值，通過這個數值來判斷我們腦區域的活動性情況。這個技術相對來說性價比是比較高的，而且它既有臺式的，也有便攜性的，且不太會受到信號的干擾。

另外一個就是通過功能磁共振來提取腦電信號。首先它是利用磁共振來測量神經元活動的一個代謝情況，它的空間分辨率比較高，可精確定位到大腦的不同功能區域。但是功能磁共振的價格比較昂貴，且操作起來不方便，尤其是做功能磁共振。最后一個就是腦磁圖，和磁共振存在一樣的問題，價格太昂貴了，不是一般的人能夠負擔的。

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