7.3.1　信号获取

脑机接口系统的主要作用是在大脑和外部设备之间进行通信。它的主要构成与常见通信系统相似，有三大部分：①信号获取，即采集脑电信号；②信号识别，即从采集到的脑电信号中提取有效特征，根据先验知识进行识别；③信号转换，即将识别的分类信息根据映射关系，转换为控制指令。图7.6显示了脑机接口系统的基本组成及应用。

图7.6　脑机接口系统的基本组成及应用

（摘自BNCIHorizon 2020：towards a roadmap for the BCI community［5］）（书后附彩插）

常见的检测脑活动的技术有很多，如EEG、ECoG、fMRI等。现有BCI系统中，以上几种技术均有应用，其中，fMRI仪器实时性较差且价格较贵，不适用于实验室；ECoG有创且信号特征较少，因而适用面不广；相较而言，EEG实时性较好，实验成本小，信号特征明显且稳定。

根据第一次BCI国际会议的官方定义，脑机接口（BCI或称brain-machine interface，BMI）是一种由外围神经和肌肉组成的输出通路的通信系统。从技术实现途径来看，BCI是一种涉及神经科学、信号检测、信号处理、模式识别等多学科交叉的技术。按照侵入程度不同，将BCI分为非侵入式（non-invasive BCI）、半侵入式（partially invasive BCI）和侵入式（invasive BCI）。非侵入式即在头骨外检测信号的设备；半侵入式即安置在大脑皮层表面接收信号的设备；侵入式即通过开颅手术等方式，向脑组织内植入传感器以获取信号的设备。三者各有优缺点，总体来看BCI设备对脑部的侵入程度越高，风险越大。