一、腦電圖（EEG）

定義：腦電圖（EEG）是一種通過(guò)電極記錄大腦電活動(dòng)的技術(shù)，主要用于監(jiān)測(cè)神經(jīng)元的電信號(hào)。

工作原理：

電極放置：電極置于頭皮特定位置，按國(guó)際10-20系統(tǒng)分布。

信號(hào)采集：電極捕捉大腦皮層的電活動(dòng)，信號(hào)通過(guò)放大器增強(qiáng)。

信號(hào)處理：放大后的信號(hào)經(jīng)濾波和數(shù)字化處理，去除噪聲。

數(shù)據(jù)分析：處理后的信號(hào)可用于分析腦電波，識(shí)別不同頻率的波形（如α波、β波等）。

應(yīng)用：

醫(yī)學(xué)診斷：用于癲癇、睡眠障礙等疾病的診斷。

神經(jīng)科學(xué)研究：研究大腦功能、認(rèn)知過(guò)程及神經(jīng)機(jī)制。

腦機(jī)接口：作為BCI系統(tǒng)的輸入信號(hào)，用于控制外部設(shè)備。

二、腦機(jī)接口（BCI）

定義：腦機(jī)接口（BCI）是一種直接連接大腦與外部設(shè)備的技術(shù)，允許大腦信號(hào)控制設(shè)備或從設(shè)備接收反饋。

工作原理：

信號(hào)采集：通過(guò)EEG等設(shè)備獲取大腦電信號(hào)。

信號(hào)處理：對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行濾波、特征提取和分類(lèi)。

命令生成：將處理后的信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制命令。

設(shè)備控制：命令傳輸至外部設(shè)備，執(zhí)行相應(yīng)操作。

反饋：設(shè)備狀態(tài)反饋給用戶(hù)，形成閉環(huán)。

類(lèi)型：

侵入式BCI：電極植入大腦，信號(hào)質(zhì)量高但風(fēng)險(xiǎn)大。

非侵入式BCI：電極置于頭皮，信號(hào)質(zhì)量較低但安全性高。

部分侵入式BCI：電極置于顱骨內(nèi)，信號(hào)質(zhì)量介于兩者之間。

應(yīng)用：

醫(yī)療康復(fù)：幫助癱瘓患者控制假肢或輪椅。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)：用于游戲、虛擬現(xiàn)實(shí)等交互體驗(yàn)。

軍事與航天：提升士兵或宇航員的控制能力。

三、腦電圖與腦機(jī)接口的關(guān)系

信號(hào)來(lái)源：EEG是BCI的主要信號(hào)來(lái)源之一，尤其在非侵入式BCI中廣泛應(yīng)用。

技術(shù)互補(bǔ)：EEG提供高時(shí)間分辨率，適合實(shí)時(shí)控制；BCI則擴(kuò)展了EEG的應(yīng)用場(chǎng)景，使其不僅限于監(jiān)測(cè)。

共同挑戰(zhàn)：兩者都面臨信號(hào)噪聲、個(gè)體差異等問(wèn)題，需通過(guò)信號(hào)處理和機(jī)器學(xué)習(xí)提升性能。

總結(jié)

EEG和BCI是緊密相關(guān)的技術(shù)，EEG為BCI提供關(guān)鍵信號(hào)，BCI則擴(kuò)展了EEG的應(yīng)用范圍。兩者在醫(yī)療、科研和消費(fèi)電子等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，未來(lái)隨著技術(shù)進(jìn)步，其潛力將進(jìn)一步釋放。