我所使用过/了解过的脑电设备

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我最近一直在弄我的个人博客,这里将是我首先发布内容的地方,当然创建博客最主要的目的就是放一些我的个人资料啊,什么的。所以在很多时候,我将是以总结性的知识为主了,今天就先来说说我所使用过/了解过的脑电设备,当然这里的总结仅是我个人的感受,不代表任何观点。

脑电信号其实有很多种,比如说峰电位(spike),它的做法可以是埋藏电极(有创的)它采集的是一种单神经元放电,我只在培训的时候在客户那里遇到过,使用的是多通道采集设备;还有就是头皮脑电(EEG)和颅内脑电(EcoG),这两个是我所培训最多的,当然受试者均为人类被试哈,这里暂不讨论动物实验的。这两种信号在空间和电信号上有着明显的不同,从传导方向上来,EEG的信号是经过EcoG信号经过头颅衰减后再传导到采集的电极上的,所以说EcoG对于脑机接口的信号来说,非常有效,但是非常可惜的是EcoG是有创的,需要开颅才可以安放电极,对于EcoG的知识,可以参考这篇文章:《皮层脑电图(ECoG)》,所以现在我来谈谈头皮脑电EEG的信号采集,因为它无创的,也能采集到非常好的信号,这也是目前EEG被很多人使用的原因。

对于EEG信号的优缺点,我应该在很多前面的文章中写过好多了,产生的伪迹啊,设备参数啊,我就不一一列表了,可参考前面的文章。

NeuroScan

我所使用的第一台脑电设备是我在本科期间有一年暑假使用的Neuroscan设备帮忙一个老师采集了一批数据,那时候我还是个小白中的小白,连采集时所使用的参考电极是什么都不知道,给被试打导电膏真的是练起来的,刚开始打导电膏超级的小心翼翼,scan的黑帽子的孔又小,只能使用针头一点一点的慢慢凭感觉(提前要跟被试说好,感觉到疼一定要说,不能忍着)。那时候我跟着老师做前测后测,被我打过导电膏的头有上百次了,后面打scan64导的20分钟差不多就搞定了。说几点使用感受:硬件部分:老牌子了,质量还是不错的。放大器和电源盒,搬来搬去有点重,电极帽似乎该更新了,黑色帽子的孔有点小(学习资料https://7988888.xyz/ziyuan/);软件部分:成熟的采集和分析软件curry7(我当时使用的软件),也是很方便。

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图来源:neuroscan的官网,我记得我当时使用的是白色的。

官网型号参数(具体以官方网站为准):

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Brain Products

第二台使用的是Brain Products的产品了,当时我是去中科院心理所实习,在刘勋研究员那组,我记得很清楚的是伍海燕老师接待的我,是她带我进的课题组认识了一群可爱且优秀的师兄师姐,学习氛围超级棒,我进去实验室,那时候应该是在核磁中心的那个楼做的,刚开始跟着伍老师做的是一个金钱博弈的实验好像(具体不知道,那时候是真小白),做的假被试,还得了被试费,爽歪歪的。后来就是实地上手了,开始给被试打导电膏,BP的电极帽的孔还蛮大,当时使用的是brainamp型号的脑电,

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图片来源:BP官网

它的电极帽虽然孔很大,但也是费了好久才变绿色的(要想实验做得好,必须头顶一片绿)。还有当时我看到BP的分析软件,看到老师点点点就出来了还是蛮惊讶的,原来就是这么简单。这当然是求学的时候什么都不懂,觉得什么都是神奇的吧。再后来,我没有选择考研,也许我当时就想着早点毕业吧(后悔中。。。),个人建议还是能读研还是读吧。我毕业了,就直接去了BP国内的代理公司,那时候才算是开启真正使用BP脑电的时代吧,说老实话,我第一次外出培训的时候,心里很没谱,毕竟是自己首次讲给别人听(在这里得感谢当时的老师,当然现在关系也不错了),培训的型号是BP的antichamp

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图片来源:BP官网

该型号系统规格:

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图片来源:BP官网可查看https://www.brainproducts.com/productdetails.php?id=74

它是一个没有固定参考的脑电系统,就是说在使用中,可以通过软件来设置电极帽上的任意参考电极,但是很可惜的是,这样的话,就少了一个导联,比如说,32导脑电系统,其中一导就要拿来做参考电极,信号电极其实就只有31导。后来,我也陆陆续续给很多高校的老师培训过BP的设备啦,那就可以看我很久之前写的公众号文章了,很多学习资料了(参考:微信公众号3月份汇总),说一下使用感受,硬件来说,质量也不差,设备还是比较小,方便携带和搬运。电极帽部分来说,打导电膏的时间都是一个样,凭手感和熟练度,BP的电极帽有些帽子的电极可以拆卸还是比较友好的。软件部分:这可能是BP的优势了,很多老师还是比较认可analyzer软件的,这部分学习内容,我之前在浙大培训的时候录了一个教学视频,可以查看https://7988888.xyz/ziyuan/

Biosemi

第三个脑电设备,Biosemi脑电,这个设备我没有实际使用过,但是我对它有一定的了解,这是我听很多老师说起过的设备,它在国外还是有很多人在用的,我看到很多文章都是biosemi的设备,它比较好的点在于硬件部分,非常过硬,它也非常小巧便携,对于有一定能力的人,我还是比较中意它,非常不好的点就是在于没有配套分析软件,这也是国内不中意它的原因之一吧。

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图片来源:biosemi官网ActiveTwo型号

该型号的系统规格可查看https://www.biosemi.com/activetwo_full_specs.htm

Emotive

第四个设备:Emotive,这个是做BCI用到的比较多的设备之一,它使用起来非常简单,GUI的图形界面,简直了不能太简单了,唯一的缺点是电极数太少了,只有14导,而且位置都固定了,对于做常规EEG信号的人来说,不适用。如果想买来玩玩的,可以去淘宝上看看,几千块就能买到了。

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参数:
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EGI

第五个设备,EGI脑电。在很早之前就听说过EGI的盐水电极帽是一个非常有特点的脑电设备。在我换了家公司后,就开始了学习EGI脑电的相关内容,它的首要特点我觉得是高密度脑电,它在开始的时候是128导起底的,很多人不知道做高密度脑电的意义在哪?高密度脑电,它能有效的提高空间分辨率的,我们所知道的脑电,经常会听到一句话——脑电是时间分辨率高,空间分辨率低。高密度脑电就是解决这个空间的(前提是你使用的是脑电这项技术,其它技术另说),它还有一个非常重要的点在于高密度脑电对脑电的逆运算——源分析,非常有利,一般来说,做源分析最低的要求64导以上,小于这个数,不建议做了,这样得出来的源,可能会存在不准确性,可参考我之前写的《源分析简介》,高密度脑电还有一个非常苦恼的问题就是降阻抗,EGI脑电可能就是考虑了这个问题,一直使用的是盐水电极帽,只要配置到盐水溶液,给被试戴上电极帽降阻抗非常的快,128导可能就需要几分钟。还有一点超级厉害的点是它的电极帽可以进行tDCS,tACS,tPCS和tRNS的电刺激,这就相当于直接集合了另一套设备,但它也会有不好的地方,操作系统上只能在苹果系统上使用,这也是对于很多window用户来说,非常不好的点。

EGI型号N400

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图片来源:EGI官网

其它

后面,其实陆陆续续也接触/了解过ANT、博睿康的脑电,其实大体上硬件都差不多,主要是在信号质量上和软件使用上。

最后,上述的脑电设计只是我个人的使用过/了解过的一些感受,并不代表任何观点。这些设备都是有自己各自的优劣势,我在这里没有完善的说,如果有感兴趣的人,也可以私信我,我们也可以一起来总结下这些。ps:对于BP和EGI的脑电硬件设备,可以互相使用了,如果感兴趣,也可以私信我邮箱science52brain@outlook.com


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本文作者:Chen Rui

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