第5期 张晓楠，等：Graz-脑机接口研究概述 .399. mans[J].Neuroscience Letters,1999,269(3):153-156. 3总结与展望 [8]PFURTSCHELLER G,NEUPER C.Motor imagery and di- 目前，Grz大学仍致力于研究不同视觉反馈对 rect brain-computer communication[J].Proceedings of the 于分类正确率的影响，尤其是运动物体和静止物体 EEE,2001,89(7):1123-1134. [9]PFURTSCHELLER G,NEUPER C,BRUNNER C,et al. 的视觉反馈研究表明，注视运动物体能够影响运动 Beta rebound after different types of motor imagery in man 想象的效果，可能有所改善，也可能产生不利影响. [J].Neuroscience Letters,2005,378(3):156-159. 另一个研究重点是实现“大脑开关”，能够通过 [10]WANG T,DENG H,HE B.Classifying EEG-based motor 一两类EEG信号便可识别大脑的注意控制与非注 imagery tasks by means of time-frequency synthesized spa- 意控制状态.“大脑开关"结合基于SSVEP的BCI系 tial patterns [J].Clinical Neurophysiology,2004,115 统能够达到很高的信息传输率.Gaz还将努力实现 (12):2744-2753. 光学BCI原理机，并将验证该套系统在商用多通道 [11]PFURTSCHELLER G,NEUPER C,BIRBAUMER N.Hu- man brain-computer interface[M]//RIEHLE A,VAADIA 近红外系统(near infrared systems,NIRs)的可行性. E.Motor cortex in voluntary movements:a distributed sys- 目前，国内的BCI研究重点集中在脑电信号处 tem for distributed functions.New York:CRC Press, 理与识别方面，距离世界先进水平仍有一定的距离， 2005:253-267. 随着未来各项技术的不断成熟，应将研究热点集中 [12]PFURTSCHELLER G.MULLER G R,PFURTSCHELLER J. 到智能感知系统、BCI系统框架及基于低带宽EEG et al."Thought"-control of functional electrical stimula- 驱动智能设备的实时稳定性控制等方面，并注重同 tion to restore hand grasp in a patient with tetraplegia[J]. Neuroscience Letters,2003,351(1):33-36. 国外BCI先进研究机构的交流，并学习借鉴他们先 [13]MULLER G R.SCHERER R,NEUPER C.et al.EEG- 进的技术。 basierende kommunikation:erfahrungen mit einem telem- 参考文献： onitoring system zum patiententraining C//Proceedings of 38th Annual Converse of the German Society for Medical [1]FLOTZINGER D G,PFURTSCHELLER C,BERGER N J, and Biological Engineering in VDE.Berlin,Germany, et al.Classification of non-averaged EEG data by learning 2004:230-231. vector quantisation and the influence of signal preprocessing [14]OBERMAIER B,MULLER G R,PFURTSCHELLER G. [J].Medical Biological Engineering Computing, "Virtual keyboard"controlled by spontaneous EEG activity 1994,32(5):571-576. [J].IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilita- [2]KALCHER J,FLOTZINGER D,NEUPER C,et al.Graz tion Engineering,2004,11(4):422-426. brain-computer interface II:towards communication between [15]MULLER G R,NEUPER C,PFURTSCHELLER G.Im- man and computer based on online classification of three dif- plementation of a telemonitoring system for the control of an ferent EEG patterns[J].Medical Biological Engineering EEG-based brain-computer interface [J].IEEE Transac- &Computing,1996,34(5):382-388. tions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, [3]PFURTSCHELLER G,KALCHER J,NEUPER C,et al. 2003,11(1):54-59. On-line EEG classification during externally-paced hand [16]LAHRMANN H,NEUPER C,MULLER G R,et al.Use- movements using a neural network-based classifier[J].E- fulness of an EEG-based brain-computer interface to estab- lectroencephalography and Clinical Neurophysiology,1996, lish communication in ALS.Journal of the Neurological 99(5):416-425. Sciences,2005,238(1):485, [4]PFURTSCHELLER G,FLOTZINGER D,PREGENZER M, 作者简介： et al.EEG-based brain computer interface (BCI).Search 张晓楠，女，1987年生，硕士研究 for optimal electrode positions and frequency components 生，主要研究方向为数字信号处理. [J].Medical Progress through Technology,1995,21(3): 111-121. [5]WOLPAW J R,RAMOSER H,MCFARLAND D J,et al. EEG-based communication:improved accuracy by response verification[J].IEEE Transactions on Rehabilitation Engi- neering,1998,6(3):326-333. 刘建平，男，1967年生，教授，博土后 [6]WOLPAW J R,FLOTZINGER D,PURTSCHELLER G,et 武警工程大学军事通信学学科带头人，主 要研究方向为数字信号处理睡眠质量评 al.Timing of EEG-based cursor control[J].Journal of Clini- 估方面的研究达到了国际前沿水平，获武 cal Neurophysiology.1997,14(6):529-538. 警部队科技进步三等奖2项，发表学术论 [7]PFURTSCHELLER G,NEUPER C,RAMOSER H,et al.Vis- 文30余篇，其中被EI检索6篇， ually guided motor imagery activates sensorimotor areas in hu-３ 总结与展望 目前ꎬＧｒａｚ 大学仍致力于研究不同视觉反馈对 于分类正确率的影响ꎬ尤其是运动物体和静止物体 的视觉反馈.研究表明ꎬ注视运动物体能够影响运动 想象的效果ꎬ可能有所改善ꎬ也可能产生不利影响. 另一个研究重点是实现“大脑开关”ꎬ能够通过 一两类 ＥＥＧ 信号便可识别大脑的注意控制与非注 意控制状态.“大脑开关”结合基于 ＳＳＶＥＰ 的 ＢＣＩ 系 统能够达到很高的信息传输率.Ｇｒａｚ 还将努力实现 光学 ＢＣＩ 原理机ꎬ并将验证该套系统在商用多通道 近红外系统(ｎｅａｒ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｓｙｓｔｅｍｓꎬ ＮＩＲＳ)的可行性. 目前ꎬ国内的 ＢＣＩ 研究重点集中在脑电信号处 理与识别方面ꎬ距离世界先进水平仍有一定的距离ꎬ 随着未来各项技术的不断成熟ꎬ应将研究热点集中 到智能感知系统、ＢＣＩ 系统框架及基于低带宽 ＥＥＧ 驱动智能设备的实时稳定性控制等方面ꎬ并注重同 国外 ＢＣＩ 先进研究机构的交流ꎬ并学习借鉴他们先 进的技术. 参考文献: [１]ＦＬＯＴＺＩＮＧＥＲ Ｄ Ｇꎬ ＰＦＵＲＴＳＣＨＥＬＬＥＲ Ｃꎬ ＢＥＲＧＥＲ Ｎ Ｊꎬ ｅｔ ａｌ. Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｏｎ￣ａｖｅｒａｇｅｄ ＥＥＧ ｄａｔａ ｂｙ ｌｅａｒｎｉｎｇ ｖｅｃｔｏｒ ｑｕａｎｔｉｓａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ [Ｊ ]. Ｍｅｄｉｃａｌ ＆ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＆ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇꎬ １９９４ꎬ ３２(５): ５７１￣５７６. [２] ＫＡＬＣＨＥＲ Ｊꎬ ＦＬＯＴＺＩＮＧＥＲ Ｄꎬ ＮＥＵＰＥＲ Ｃꎬ ｅｔ ａｌ. Ｇｒａｚ ｂｒａｉｎ￣ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ＩＩ: ｔｏｗａｒｄｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｍａｎ ａｎｄ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｏｎｌｉｎｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｄｉｆ￣ ｆｅｒｅｎｔ ＥＥＧ ｐａｔｔｅｒｎｓ[ Ｊ]. Ｍｅｄｉｃａｌ ＆ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＆ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇꎬ １９９６ꎬ ３４(５): ３８２￣３８８. [３] ＰＦＵＲＴＳＣＨＥＬＬＥＲ Ｇꎬ ＫＡＬＣＨＥＲ Ｊꎬ ＮＥＵＰＥＲ Ｃꎬ ｅｔ ａｌ. Ｏｎ￣ｌｉｎｅ ＥＥＧ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｄｕｒｉｎｇ ｅｘｔｅｒｎａｌｌｙ￣ｐａｃｅｄ ｈａｎｄ ｍｏｖｅｍｅｎｔｓ ｕｓｉｎｇ ａ ｎｅｕｒａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ￣ｂａｓｅｄ ｃｌａｓｓｉｆｉｅｒ [ Ｊ]. Ｅ￣ ｌｅｃｔｒｏｅｎｃｅｐｈａｌｏｇｒａｐｈｙ ａｎｄ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｎｅｕｒｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙꎬ １９９６ꎬ ９９(５): ４１６￣４２５. [４]ＰＦＵＲＴＳＣＨＥＬＬＥＲ Ｇꎬ ＦＬＯＴＺＩＮＧＥＲ Ｄꎬ ＰＲＥＧＥＮＺＥＲ Ｍꎬ ｅｔ ａｌ. ＥＥＧ￣ｂａｓｅｄ ｂｒａｉｎ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ( ＢＣＩ). Ｓｅａｒｃｈ ｆｏｒ ｏｐｔｉｍａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ [Ｊ]. Ｍｅｄｉｃａｌ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ １９９５ꎬ ２１(３): １１１￣１２１. [５]ＷＯＬＰＡＷ Ｊ Ｒꎬ ＲＡＭＯＳＥＲ Ｈꎬ ＭＣＦＡＲＬＡＮＤ Ｄ Ｊꎬ ｅｔ ａｌ. ＥＥＧ￣ｂａｓｅｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ: ｉｍｐｒｏｖｅｄ ａｃｃｕｒａｃｙ ｂｙ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ[ Ｊ]. ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉ￣ ｎｅｅｒｉｎｇꎬ １９９８ꎬ ６(３): ３２６￣３３３. [６]ＷＯＬＰＡＷ Ｊ Ｒꎬ ＦＬＯＴＺＩＮＧＥＲ Ｄꎬ ＰＵＲＴＳＣＨＥＬＬＥＲ Ｇꎬ ｅｔ ａｌ. Ｔｉｍｉｎｇ ｏｆ ＥＥＧ￣ｂａｓｅｄ ｃｕｒｓｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌ[Ｊ]. Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｌｉｎｉ￣ ｃａｌ Ｎｅｕｒｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙꎬ １９９７ꎬ １４(６): ５２９￣５３８. [７]ＰＦＵＲＴＳＣＨＥＬＬＥＲ Ｇꎬ ＮＥＵＰＥＲ Ｃꎬ ＲＡＭＯＳＥＲ Ｈꎬ ｅｔ ａｌ. Ｖｉｓ￣ ｕａｌｌｙ ｇｕｉｄｅｄ ｍｏｔｏｒ ｉｍａｇｅｒｙ ａｃｔｉｖａｔｅｓ ｓｅｎｓｏｒｉｍｏｔｏｒ ａｒｅａｓ ｉｎ ｈｕ￣ ｍａｎｓ[Ｊ]. Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ Ｌｅｔｔｅｒｓꎬ １９９９ꎬ ２６９(３): １５３￣１５６. [８]ＰＦＵＲＴＳＣＨＥＬＬＥＲ Ｇꎬ ＮＥＵＰＥＲ Ｃ. Ｍｏｔｏｒ ｉｍａｇｅｒｙ ａｎｄ ｄｉ￣ ｒｅｃｔ ｂｒａｉｎ￣ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ[ Ｊ]. Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥꎬ ２００１ꎬ ８９(７): １１２３￣１１３４. [９]ＰＦＵＲＴＳＣＨＥＬＬＥＲ Ｇꎬ ＮＥＵＰＥＲ Ｃꎬ ＢＲＵＮＮＥＲ Ｃꎬ ｅｔ ａｌ. Ｂｅｔａ ｒｅｂｏｕｎｄ ａｆｔｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｍｏｔｏｒ ｉｍａｇｅｒｙ ｉｎ ｍａｎ [Ｊ]. Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ Ｌｅｔｔｅｒｓꎬ ２００５ꎬ ３７８(３): １５６￣１５９. [１０]ＷＡＮＧ Ｔꎬ ＤＥＮＧ Ｈꎬ ＨＥ Ｂ. Ｃｌａｓｓｉｆｙｉｎｇ ＥＥＧ￣ｂａｓｅｄ ｍｏｔｏｒ ｉｍａｇｅｒｙ ｔａｓｋｓ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｔｉｍｅ￣ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｓｐａ￣ ｔｉａｌ ｐａｔｔｅｒｎｓ [ Ｊ ]. Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｎｅｕｒｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙꎬ ２００４ꎬ １１５ (１２): ２７４４￣２７５３. [１１]ＰＦＵＲＴＳＣＨＥＬＬＥＲ Ｇꎬ ＮＥＵＰＥＲ Ｃꎬ ＢＩＲＢＡＵＭＥＲ Ｎ. Ｈｕ￣ ｍａｎ ｂｒａｉｎ￣ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ[Ｍ] / / ＲＩＥＨＬＥ Ａꎬ ＶＡＡＤＩＡ Ｅ. Ｍｏｔｏｒ ｃｏｒｔｅｘ ｉｎ ｖｏｌｕｎｔａｒｙ ｍｏｖｅｍｅｎｔｓ: ａ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｓｙｓ￣ ｔｅｍ ｆｏｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ. Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ: ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓꎬ ２００５: ２５３￣２６７. [１２]ＰＦＵＲＴＳＣＨＥＬＬＥＲ Ｇꎬ ＭＵＬＬＥＲ Ｇ Ｒꎬ ＰＦＵＲＴＳＣＨＥＬＬＥＲ Ｊꎬ ｅｔ ａｌ. “Ｔｈｏｕｇｈｔ”—ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｔｉｍｕｌａ￣ ｔｉｏｎ ｔｏ ｒｅｓｔｏｒｅ ｈａｎｄ ｇｒａｓｐ ｉｎ ａ ｐａｔｉｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｅｔｒａｐｌｅｇｉａ[ Ｊ]. Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ Ｌｅｔｔｅｒｓꎬ ２００３ꎬ ３５１(１): ３３￣３６. [１３]ＭＵＬＬＥＲ Ｇ Ｒꎬ ＳＣＨＥＲＥＲ Ｒꎬ ＮＥＵＰＥＲ Ｃꎬ ｅｔ ａｌ. ＥＥＧ￣ ｂａｓｉｅｒｅｎｄｅ ｋｏｍｍｕｎｉｋａｔｉｏｎ: ｅｒｆａｈｒｕｎｇｅｎ ｍｉｔ ｅｉｎｅｍ ｔｅｌｅｍ￣ ｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｚｕｍ ｐａｔｉｅｎｔｅｎｔｒａｉｎｉｎｇ [ Ｃ] / / Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ３８ｔｈ Ａｎｎｕａｌ Ｃｏｎｖｅｒｓｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｇｅｒｍａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｍｅｄｉｃａｌ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｉｎ ＶＤＥ. Ｂｅｒｌｉｎꎬ Ｇｅｒｍａｎｙꎬ ２００４: ２３０￣２３１. [１４] ＯＢＥＲＭＡＩＥＲ Ｂꎬ ＭＵＬＬＥＲ Ｇ Ｒꎬ ＰＦＵＲＴＳＣＨＥＬＬＥＲ Ｇ. “Ｖｉｒｔｕａｌ ｋｅｙｂｏａｒｄ” ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ ＥＥＧ ａｃｔｉｖｉｔｙ [ Ｊ]. ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｎｅｕｒａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｒｅｈａｂｉｌｉｔａ￣ ｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ ２００４ꎬ １１(４): ４２２￣４２６. [１５] ＭＵＬＬＥＲ Ｇ Ｒꎬ ＮＥＵＰＥＲ Ｃꎬ ＰＦＵＲＴＳＣＨＥＬＬＥＲ Ｇ. Ｉｍ￣ ｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｔｅｌｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ａｎ ＥＥＧ￣ｂａｓｅｄ ｂｒａｉｎ￣ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ [ Ｊ]. ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃ￣ ｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｎｅｕｒａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ ２００３ꎬ １１(１): ５４￣５９. [１６]ＬＡＨＲＭＡＮＮ Ｈꎬ ＮＥＵＰＥＲ Ｃꎬ ＭＵＬＬＥＲ Ｇ Ｒꎬ ｅｔ ａｌ. Ｕｓｅ￣ ｆｕｌｎｅｓｓ ｏｆ ａｎ ＥＥＧ￣ｂａｓｅｄ ｂｒａｉｎ￣ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｔｏ ｅｓｔａｂ￣ ｌｉｓｈ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ＡＬＳ[Ｊ]. Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｎｅｕｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ ２００５ꎬ ２３８(１): ４８５. 作者简介: 张晓楠ꎬ女ꎬ１９８７ 年生ꎬ硕士研究 生ꎬ主要研究方向为数字信号处理. 刘建平ꎬ男ꎬ１９６７ 年生ꎬ教授ꎬ博士后ꎬ 武警工程大学军事通信学学科带头人ꎬ主 要研究方向为数字信号处理.睡眠质量评 估方面的研究达到了国际前沿水平ꎬ获武 警部队科技进步三等奖 ２ 项ꎬ发表学术论 文 ３０ 余篇ꎬ其中被 ＥＩ 检索 ６ 篇. 第 ５ 期 张晓楠ꎬ等:Ｇｒａｚ￣脑机接口研究概述 􀅰３９９􀅰