脑电信号基础知识

在BCI应用中，获取脑信号的途径包括多种技术方式。其中，EEG是最适合脑机接口应用的技术，主要因为无创性、便携式和高时间分辨率是其的优势。EEG是记录头部表面不同位置之间电位差异的时间记录，它起源于分布在大脑皮层的数百万个神经元的同步电活动的总和。现在对于BCI的研究中，大多通过采集受试者的EEG信号，然后通过算法来实现对特定认知和精神活动的检测和识别，并应用于多个领域。

自发EEG和诱发EEG是按照EEG的产生机制进行区分的。神经细胞主动产生的节律性电信号称为自发EEG，即是一种静息态脑电；诱发EEG需要对受试者的某些感官施加诸如光线、声音等外界刺激产生，即是一种大脑局部区域产生的电位变化。根据外界刺激的频率或者性质的不同，可产生不同的诱发脑电。在BCI系统中，易于BCI技术应用的自发EEG信号不需要额外刺激即可随时进行信号采集，实验方法简单方便，而诱发EEG信号即使有特征稳定、识别率高等优点，但是由于诱发引起受试者疲劳且需要具备相应实验条件带来了负面影响，这限制了BCI技术的应用与推广。

脑电信号的主要成分可以根据频带来进行划分：
频带范围为0.5~3Hz的EEG称为波：在额叶和枕叶区域会出现该波。人类处于麻醉和睡眠阶段时才会产生的脑波，可称为“无意识层面”的波。

频带范围为4~7Hz的EEG称为波：在额叶和顶叶区域会出现该波，人类在打瞌睡、浅度睡眠和有情绪等情况下会出现&