第1篇諸論
第1章腦機(jī)接口：陽(yáng)光下的新事物
1.1腦機(jī)接口簡(jiǎn)介
1.2腦機(jī)接口術(shù)語(yǔ)
1.2.1腦機(jī)接口術(shù)語(yǔ)的起源和目前的定義
1.2.2與腦機(jī)接口同義或附屬的術(shù)語(yǔ)
1.2.3與腦機(jī)接口相關(guān)的神經(jīng)技術(shù)
1.3腦機(jī)接口6個(gè)重要的主題
1.3.1腦機(jī)接口創(chuàng)建了本質(zhì)上不同于自然輸出的新的中樞神經(jīng)系統(tǒng)輸出
1.3.2腦機(jī)接口操作取決于兩個(gè)自適應(yīng)控制器的交互
1.3.3選擇信號(hào)類型和大腦區(qū)域
1.3.4識(shí)別并避免偽跡
1.3.5腦機(jī)接口輸出命令：目標(biāo)選擇或過(guò)程控制
1.3.6有效性驗(yàn)證和宣傳：有效的腦一機(jī)接口應(yīng)用
1.4小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第2篇用于腦機(jī)接口的腦信號(hào)
第2章在運(yùn)動(dòng)皮層和相關(guān)腦區(qū)的神經(jīng)元活動(dòng)
2.1引言
2.2大腦解剖綜述
2.2.1中樞神經(jīng)系統(tǒng)方向的術(shù)語(yǔ)
2.2.2大腦皮層結(jié)構(gòu)
2.2.3大腦新皮質(zhì)的6層結(jié)構(gòu)
2.2.4皮層下區(qū)域
2.2.5皮層傳出神經(jīng)投射
2.3大腦皮層的運(yùn)動(dòng)和感覺區(qū)域
2.4大腦皮層區(qū)域和運(yùn)動(dòng)控制
2.4.1時(shí)間維度：規(guī)劃與控制
2.4.2編碼維度：抽象與具體的編碼
2.4.3復(fù)雜性維度：復(fù)雜與簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)
2.4.4源維度：外部與內(nèi)部運(yùn)動(dòng)引發(fā)
2.4.5有視覺引導(dǎo)的抵達(dá)抓握行為
2.4.6運(yùn)動(dòng)控制的軀體感覺反饋
2.5皮質(zhì)下腦區(qū)
2.5.1丘腦
2.5.2腦干
2.5.3基底神經(jīng)節(jié)
2.6小腦
2.6.1位置、組織和連接
2.6.2小腦功能
2.7動(dòng)作電位（尖峰脈沖峰值）中的信息
2.7.1放電率編碼假設(shè)
2.7.2時(shí)間編碼假說(shuō)
2.8尖峰脈沖峰值記錄和處理
2.8.1微電極
2.8.2降噪和電極信號(hào)調(diào)理
2.8.3動(dòng)作／峰值電位分類
2.9小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第3章腦產(chǎn)生的電磁場(chǎng)
3.1引言
3.2電路中的電流和電位
3.2.1電路中的歐姆定理
3.2.2電流源與電壓源之間的等效
3.2.3電路中的阻抗
3.2.4電路中的線性疊加
3.3組織容積導(dǎo)電的電流和電位
3.3.1容積導(dǎo)電的歐姆定理
3.3.2頭部電流分布
3.3.3容積導(dǎo)電的頭模型
3.4顱骨內(nèi)電位記錄
3.4.1不同尺度下的電位
3.4.2單極電流源
3.4.3偶極電流源
3.4.4動(dòng)作電位源
3.4.5局部場(chǎng)電勢(shì)
3.4.6皮層腦電位
3.4.7顱骨內(nèi)記錄
3.4.8空間分辨率比較
3.5多尺度下的腦源
3.5.1在大腦皮層腦回產(chǎn)生腦電
3.5.2皮質(zhì)源的多尺度
3.5.3細(xì)觀源強(qiáng)度為單位容積偶極矩
3.6頭皮記錄的電位
3.6.1所有頭皮記錄是雙極性
3.6.2參考電極
3.7腦電的正向和逆向問題
3.7.1正向問題
3.7.2逆向問題
3.8定量和高分辨率的腦電
3.8.1腦電的數(shù)學(xué)變換
3.8.2傅里葉變換
3.8.3腦電相位同步和相干
3.8.4瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)誘發(fā)電位
3.8.5高分辨率腦電
3，9大腦磁場(chǎng)
3.10容積傳導(dǎo)和源動(dòng)力學(xué)
3.11小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第4章反映腦代謝活動(dòng)的信號(hào)
4.1引言
4.2功能神經(jīng)成像學(xué)概述
4.2.1分辨率
4.2.2血流成像技術(shù)
4.2.3大腦活動(dòng)的血流響應(yīng)
4.3四種主要的代謝神經(jīng)成像方法
4.3.1功能經(jīng)顱多普勒
4.3.2正電子發(fā)射斷層掃描
4.3.3功能近紅外光譜技術(shù)
4.3.4功能磁共振成像
4.4代謝神經(jīng)成像的任務(wù)設(shè)計(jì)
4.5功能近紅外光譜和功能磁共振成像應(yīng)用于腦一機(jī)接口
4.5.1基于功能近紅外光譜的腦一機(jī)接口
4.5.2基于功能磁共振成像的腦一機(jī)接口
4.6未來(lái)發(fā)展前景
4.7小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第3篇腦機(jī)接口的設(shè)計(jì)，實(shí)施和操作
第5章從大腦內(nèi)采集腦信號(hào)
5.1引言
5.2用于腦機(jī)接口的植入微電極概述
5.2.1微電極陣列的一般特性
5.2.2微絲陣列
5.2.3親神經(jīng)（錐形）電極
5.2.4基于MEMS的微電極
5.3長(zhǎng)期植入微電極神經(jīng)記錄的基本概念
5.3.1微電極如何記錄信號(hào)
5.3.2長(zhǎng)期神經(jīng)記錄中神經(jīng)信號(hào)保真度的影響因素
5.3.3在長(zhǎng)期記錄中引入噪聲的因素
5.4皮層內(nèi)微電極陣列長(zhǎng)期記錄的性能
5.4.1信號(hào)質(zhì)量
5.4.2陣列增益
5.4.3信號(hào)穩(wěn)定性
5.4.4記錄壽命
5.4.5整體性能
5.5腦組織對(duì)皮質(zhì)內(nèi)微電極陣列的響應(yīng)
5.5.1植入式微電極陣列周圍的微觀環(huán)境
5.5.2與微電極植入相關(guān)的局部組織損傷
5.5.3慢性腦組織反應(yīng)
5.5.4組織響應(yīng)隨時(shí)間變化的評(píng)估
5.5.5組織反應(yīng)對(duì)微電極性能的評(píng)估
5.5.6其他重要問題
5.5.7解決因組織反應(yīng)而引起信號(hào)質(zhì)量退化的方法
5.6開發(fā)下一代皮層內(nèi)腦機(jī)接口的策略
5.7未來(lái)展望
5.8小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第6章從大腦外采集腦信號(hào)
6.1引言
6.2腦電記錄
6.2.1腦電電極
6.2.2腦電記錄的雙極性
6.2.3腦電電極布局
6.2.4采樣頻率
6.2.5避免、識(shí)別和消除非腦信號(hào)（偽跡）
6.3腦磁記錄
6.4腦電與腦磁在靈敏度和空間分辨率方面的比較
6.5腦電參考電極選擇
6.5.1參考電極位置選擇
6.5.2參考電極測(cè)試
6.5.3間隔緊密的電極
6.5.4耳垂相連參考和乳突相連參考
6.5.5共同平均參考
6.5.6基于模型的參考
6.5.7平均參考和參考電極標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)比較
6.5.8參考電極策略小結(jié)
6.6腦電的空間采樣
6.7高分辨率腦電方法表面拉普拉斯法
6.8小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第7章腦機(jī)接口信號(hào)處理：特征提取
7.1引言
7.2信號(hào)處理原理
7.2.1模／數(shù)轉(zhuǎn)換
7.2.2傅里葉分析
7.2.3數(shù)字濾波
7.3特征提取的三個(gè)步驟
7.3.1信號(hào)調(diào)理
7.3.2提取特征
7.3.3特征調(diào)理
7.4從尖峰序列提取特征
7.4.1尖峰序列的結(jié)構(gòu)
7.4.2從尖峰時(shí)間提取特征
7.5小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第8章腦機(jī)接口信號(hào)處理：特征轉(zhuǎn)換
8.1引言
8.2選擇模型
8.2.1一般原則
8.2.2常用模型
8.3為模型選擇特征
8.4參數(shù)化模型
8.5評(píng)估轉(zhuǎn)換算法
8.5.1測(cè)量性能
8.5.2黃金標(biāo)準(zhǔn)：在線評(píng)估
8.5.3腦機(jī)接口研究的重要部分：離線評(píng)估
8.5.4評(píng)估轉(zhuǎn)換算法的特定方面
8.5.5數(shù)據(jù)競(jìng)賽
8.6小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第9章腦機(jī)接口的硬件和軟件
9.1引言
9.2硬件
9.2.1傳感器
9.2.2放大器
9.2.3模／數(shù)轉(zhuǎn)換
9.2.4偽跡
9.2.5硬件接口
9.2.6客戶機(jī)硬件
9.2.7未來(lái)方向
9.3軟件
9.3.1腦機(jī)接口實(shí)現(xiàn)的組件
9.3.2研發(fā)腦機(jī)接口軟件的設(shè)計(jì)原則
9.3.3通用腦機(jī)接口研究軟件概述
9.4評(píng)估腦機(jī)接口硬件和軟件
9.4.1典型腦機(jī)接口系統(tǒng)的時(shí)序特性
9.4.2代表性結(jié)果
9.5小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第10章腦機(jī)接口操作協(xié)議
10.1引言
10.2腦機(jī)接口操作協(xié)議的關(guān)鍵要素
10.2.1腦機(jī)接口操作的啟動(dòng)
10.2.2參數(shù)化的特征提取和轉(zhuǎn)換過(guò)程
10.2.3腦機(jī)接口的應(yīng)用協(xié)議
10.2.4處理轉(zhuǎn)換誤差
10.3用戶訓(xùn)練和系統(tǒng)測(cè)試操作協(xié)議
10.4小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第11章腦機(jī)接口應(yīng)用
11.1引言
11.2腦機(jī)接口應(yīng)用于輔助技術(shù)及其潛在的用戶
11.2.1腦機(jī)接口用于輔助技術(shù)
11.2.2腦機(jī)接口操作輔助技術(shù)的潛在用戶
11.2.3面向用戶方法的重要性
11.2.4無(wú)意激活的代價(jià)
11.3控制方案：腦機(jī)接口與應(yīng)用相匹配
11.3.1腦機(jī)接口的命令到應(yīng)用：目標(biāo)選擇和過(guò)程控制
11.3.2腦機(jī)接口的指令轉(zhuǎn)換為應(yīng)用的動(dòng)作：直接與間接
11.3.3應(yīng)用操作：離散／連續(xù)
11.4腦機(jī)接口在輔助技術(shù)中當(dāng)前和潛在的應(yīng)用
11.4.1用戶角度：腦機(jī)接口應(yīng)用能夠提供的功能
11.4.2技術(shù)開發(fā)者角度：腦機(jī)接口能夠控制的輔助技術(shù)應(yīng)用類型
11.5為腦機(jī)接口控制選擇輔助技術(shù)應(yīng)用
11.5.1輔助技術(shù)專業(yè)人員的參與
11.5.2目標(biāo)用戶的參與
11.6腦機(jī)接口 輔助技術(shù)系統(tǒng)與獨(dú)立的腦機(jī)接口／輔助技術(shù)系統(tǒng)
11.6.1腦機(jī)接口十輔助技術(shù)系統(tǒng)
11.6.2獨(dú)立的腦機(jī)接口／輔助技術(shù)系統(tǒng)
11.7最優(yōu)化腦一機(jī)接口控制的輔助技術(shù)性能
11.8小結(jié)
參考文獻(xiàn)
……
第4篇現(xiàn)有的腦機(jī)接口
第5篇使用腦機(jī)接口
第6篇結(jié)論