智能头环真能判断把稳力是否集中?专家表示——
脑电波读出随意马虎,读懂很难
脑电波大致分为α波、β波、γ波、δ波和θ波,不同的电波对应不同的大脑状态。只管不同的脑电波大致有一个代表的方向,但实际情形却繁芜得多。事实上,脑电旗子暗记的破译事情目前仍是一片“蓝海”。

前不久,浙江某小学为学生佩戴“智能头环”检测脑电波以判断其把稳力是否集中的事宜引发热议。测试脑电波这一在医疗领域和研究领域常用的技能手段,由于科幻电影的炫染总是让人觉得无比神秘。
那么什么是脑电波,它可以被探测解读吗?
神经元的活动形成了脑电波
只管抱负脑部“呲呲”放电会显得古怪风趣,但脑电波确实存在。之以是难以察觉,是由于它的强度最高只有200微伏。
大脑在活动时,大量神经元同步发生的突触后电位经总和后形成了脑电波,突触后电位的实质是带电离子在神经突触的进出。所谓“思想的火花”,正是思考时体内的带电离子穿过神经细胞膜上的通道(如化学门控通道)留下的“噼啪”声,以及流过后大脑不同区域的电位差。脑电仪器记录的正是脑神经细胞的电生理活动在大脑皮层或头皮表面的总体反响。
一样平常认为,脑电波大致分为α波、β波、γ波、δ波和θ波,不同的电波对应不同的大脑状态。“脑电波一贯存在,但是不同的状态下不同的波将成为主体,例如合眼的时候,α波会立时生动起来。”复旦大学教授黄志力说,而昔时夜脑充满θ波时,人的意识活动明显受到抑制,无法进行逻辑思维和推理活动。此时,大脑凭直觉、灵感、想象等吸收和通报信息。
科学家还创造,人们在觉醒并专注于某一事时,常可见一种频率较β波更高的γ波,其频率为30—80赫兹,波幅范围不定。有假说认为,γ波大概与建立统一的清晰认知有关,通过吸引不同的神经元电路的同步,增强意识、产生把稳力。
用脑机接口、电极、头环均可检测
“脑电波本身便是电旗子暗记,微伏丈量确实难,但是检测完备没问题,至少实验室没问题。”北京大学工学院特聘研究员雷霆表示,脑电丈量设备的前辈性、贴合的紧密程度、丈量方法、是否植入等均对是否能够准确丈量脑电波产生影响。
据理解,目前得到脑电波的办法,有脑机接口、电极贴片、头环或头盔等。
通过脑机接口获取脑电波的办法,理论上获取效率最高,识别率最好,而且可以长期持续利用,但缺陷是须要脑机接口,风险性较大。
电极贴片是一种范例的获取脑电波的办法,在医学领域和一些科学实验场景,我们常常可以见到在脑外部贴上密密麻麻电极的场景。
上海师范大学教授李鲁群等在《基于脑电波旗子暗记的人体疲倦程度测试模型剖析》一文中曾详细先容了通过电极贴片获取脑电波的办法:通过两个干电极,将芯片与测试者头部相连,个中一个干电极贴于测试者的脑门,其余一个夹在测试者的左耳;然后将生物传感器与电脑终审察连,芯片将采集到的脑电波旗子暗记通过蓝牙的办法发送到生物传感器,电脑终端就会显示脑电波旗子暗记的特色值。
虽然这种办法比脑机接口的本钱低很多,不须要植入,安全性较高,此外,其旗子暗记的识别率也比较有保障。但缺陷是这种办法操作本钱较高,且须要专业人士帮忙,不能随时进行,日常生活场景中很难遍及。
此外,头环或头盔也是获取脑电波的办法之一。头环或头盔的优点在于可以大略佩戴,持续利用,可以方便地产品化。其缺陷是采集旗子暗记随意马虎被背景噪音旗子暗记滋扰,识别的准确性和效率明显不如前两者。
脑电旗子暗记的破译仍是“蓝海”
天马行空、不拘一格、聪慧深邃……人的思维是如此丰富多彩,脑电波又有多个种类和千万种组合,那么如何破译这些旗子暗记?
“不同的认知可以根据脑电图的变革来判断,但是非常繁芜。”中国标准化研究院研究员张运红表示,只管不同的脑电波大致有一个代表的方向,但实际情形却繁芜得多。
李鲁群等人为找到司机疲倦程度与脑电波旗子暗记的关系,曾建立了一个模型,通过对繁芜数据的降噪、重构、建模、拟合等多步处理后,经由多步打算,随后进行反向验证,得到相对有一定准确率的打算方法,使得α、β、θ波的特色值能够打算,从而得到疲倦状态的剖断表达式,来判断疲倦与否。
“紧张问题是脑电波测得是否准确,数据有没有代价。”雷霆认为,如果在根本研究阶段没有得出准确的数学模型,则后续的软件设计、运用开拓都是无本之木。
事实上,脑电旗子暗记的破译事情目前仍是一片“蓝海”。“将α、β、θ波的特色值用于打算,只是个中一部分,还有很多其他方面的影响。”张运红表示,目前科学界并没有形成指南之类的共识。生物学领域的生命活动根本仍是未解之谜,将其转化为数学模型的表达是粗线条的反响,纵然脑电波捕捉准确、后续的软件开拓适宜,也无法高度精确地反响思维的现状。
比如,从西南科技大学李雪飞、许朝进《脑电生物反馈对正常小学生把稳力的影响》的论文中可以看到,实验针对把稳力分散的8名五年级小学生,采取脑电生物反馈演习系统进行为期两个月的把稳力演习,比较后创造,只管整体效果有所改进,但存在脑电数据与量表结果不一致的征象。也便是说,脑电数据显示集中精力,而量表题库显示把稳力不敷。究竟是脑电数据与现实状况靠近,还是主不雅观题库更准,目前仍难判断。