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开发语音脑机接口和语音神经假肢的颅内EEG数据
来自荷兰的研究团队提供了一个数据集，补充了这方面的空缺，通过10名参与者读出单词同时测量总共1103个电极的颅内脑电图。 一共采集了10名参与者的语言数据，在参与者大声说提示单词的同时记录音频和颅内EEG数据(iEEG)。 每个参与者在其自身解剖MRI表面重建中的电极位置。每个红色球体代表一个植入的电极通道。 语音神经数据采集实验设计 当参与者阅读笔记本电脑屏幕提示的荷兰语时，颅内脑电图和声学数据被同时记录下来。右侧轨迹代表30秒的iEEG、音频和刺激数据，iEEG痕迹中的颜色代表不同的电极轴。 所有参与者皮质和皮质下区域的电极接触数，不同颜色表示不同参与者。色条越长代表该区域内电极数量越多。电极主要位于颞上沟、海马和顶下回。 Scientific Data, 2022, 9(1): 1-9.
48240编辑于 2023-02-14 - 来自专栏脑机接口
颅内EEG数据可用于开发语音脑机接口和语音神经假肢
来自荷兰的研究团队提供了一个数据集，补充了这方面的空缺，通过10名参与者读出单词同时测量总共1103个电极的颅内脑电图。 一共采集了10名参与者的语言数据，在参与者大声说提示单词的同时记录音频和颅内EEG数据(iEEG)。 每个参与者在其自身解剖MRI表面重建中的电极位置。每个红色球体代表一个植入的电极通道。 语音神经数据采集实验设计 当参与者阅读笔记本电脑屏幕提示的荷兰语时，颅内脑电图和声学数据被同时记录下来。右侧轨迹代表30秒的iEEG、音频和刺激数据，iEEG痕迹中的颜色代表不同的电极轴。 所有参与者皮质和皮质下区域的电极接触数，不同颜色表示不同参与者。色条越长代表该区域内电极数量越多。电极主要位于颞上沟、海马和顶下回。 Scientific Data, 2022, 9(1): 1-9.
61320编辑于 2023-02-13 - 来自专栏思影科技
Nature子刊：EEG源成像可检测到皮层下电生理活动
评估放射源定位精度的黄金标准之一是评估因临床目的植入皮质下或颅内电极的患者的颅内记录。最常见的情况是，在药物耐受性癫痫患者中，在手术前通过使用颅内记录来确定癫痫病灶的定位。 a)术后CT扫描与MRI的叠加，说明颅内DBS电极在其与内囊的过渡处的位置，显示为蓝点（即伏隔核）。 b)表示四个颅内电极点的顶部，中间和底部中的三个双极导数，来显示功率谱密度（PSD）和示例性时程。 重建alpha信号和颅内实际alpha信号之间的相关性在接近颅内电极位置时最高，与颅内电极位置距离越远相关越低（图3b）。 a) 分别以浅灰色/深灰色显示在左/右半球伏隔核（OCD）和中央丘脑（GTS）中的颅内电极处记录的实际信号和脑电溯源重建信号的alpha包络之间的相关。黑色显示了两个半球中颅内电极之间的相关。 在皮层下，计算颅内电极位置与ESI相关最大值之间的欧式距离，单位为毫米。此外，报告了颅内电极周围相关值显著的空间范围。
3.1K30发布于 2020-03-03 BrainVoyager在癫痫研究中的关键作用：同步EEG-fMRI数据分析的技术突破
BOLD信号变化；双模分析策略：结合GLM模型（定位敏感性78%）与ICA方法（复杂模式识别），显著提升致痫灶检出率；临床转化成果：5例患者通过颅内电极验证，证实定位结果与手术靶区高度一致（κ= 关键词：BrainVoyager；EEG-fMRI同步；癫痫发作起始区；GLM分析；独立成分分析（ICA）；BOLD信号；多模态神经影像；精准神经外科；颅内电极验证；时空动力学分析一、 研究背景与技术挑战 2.3 金标准验证颅内电极（SEEG）：5例患者术后靶区对比；手术预后：Engel分级评估疗效。 三、 关键结果与临床价值3.1 定位效能对比分析方法检出率假阳性率颅内电极一致性GLM7/9例1/7例6/7例ICA2/2例*02/2例注：GLM阴性的2例患者中ICA成功检出3.2 典型病例案例 相关标签：#癫痫定位 #BrainVoyager #EEG-fMRI #GLM建模 #ICA分析 #发作起始区 #精准神经外科 #颅内电极 #时空动力学 #医学影像Python
35310编辑于 2025-08-25- 来自专栏脑机接口
可植入皮质内微电极：回顾现在，展望未来
植入式皮质内微电极可以记录神经元快速变化的动作电位。在体神经活动记录方法通常具有较高的时间或空间分辨率，但通常不能兼顾。在更长时间内记录更多的神经元活动的需求日益增加。 本文基于对一种理想的可植入皮质内微电极器件的需求，分别讨论了可植入电极的特性，按重要性排序： (1)高质量记录神经信号的能力，这是对可植入电极的基本要求； (2)长时间记录时保持稳定的能力，这是慢性种植的必要条件 其次，由于植入式设备体积要求小，电极不能太大：较小的设备造成较小的损伤。为了在有限尺寸内获得更大的暴露表面积，通常对电极界面进行修饰。 为了便于计算电极周围需要记录的神经元，使用边长为100 μm的立方体代替球体。 高通量电极首先面临的挑战是尺寸的增加。MEMS或CMOS工艺是首选，以保持高通量电极的尺寸在可接受的范围内。 结论 目前可植入皮质内微电极还远未达到长期应用于人体的目标，但在每个阶段，可植入电极在科学研究中都有自己的应用。传统的植入式电极，如微丝电极、密歇根探针和犹他阵列，已广泛应用于急性记录。
1.5K30编辑于 2023-02-14 - 来自专栏脑机接口
基于颅内脑电信号和RNN的语音转译技术
Highlights: 文章采用了端到端(end-to-end)的网络架构，建立了沟通颅内皮层电信号与语音信息解码的技术。能够达到最低3%的文字错误率。 正文 ▲▲▲ 这项研究借助癫痫病人病灶定位的ECoG技术，在病人语音处理相关的皮层上放置数百个微电极，记录颅内脑电信号。 在阅读材料的同时，覆盖在被试颅内外侧裂周区（peri-Sylvian）的ECoG电极阵列同时记录信号（见图5）。 由于受外部条件限制无法增加训练集的重复次数，因此作者通过利用额外收集的MOCHA-2和MOCHA-9数据（加入MOCHA-1数据库中，共410个新词）。 Encoder或decoder序列同一行内的所有层具有相同的传入和传出权重。
1.3K20发布于 2020-06-30 - 来自专栏脑电信号科研科普
颅内EEG记录揭示人类DMN网络的电生理基础
作者使用颅内脑电图（iEEG）记录，并评估了静息状态下的网络内和跨网络相互作用，及其在涉及情景记忆形成的认知任务中的调节情况。 在这里，作者使用深度颅内脑电图（iEEG）记录来解决这个问题，并研究DMN的神经生理学基础，以及其在静息状态和认知过程中的动态频谱-时间特性。 然而，DMN的大规模电生理组织和记忆编码和检索期间的因果网络动力学并不清楚，关键是没有颅内研究探究DMN的内在组织及其与其他大规模大脑网络的互动是如何被任务相关的表象记忆过程所改变。 在分析紧密间隔的颅内电极之间的相互作用时，两个主要问题是体积传导和与参比电极的混杂相互作用。 在DMN中的电极中，∼81%为深度电极，∼10%为网格电极，∼9%为条状电极。对于非DMN电极，这些数字分别为∼71%，∼17%和∼12%，表明DMN和非DMN大脑区域中电极类型的分布相似。
80120编辑于 2022-12-20 - 来自专栏脑机接口
头皮脑电图源空间的计算建模为癫痫的术前评估提供依据
导读 ---- 目的：颅内脑电图（iEEG）指导癫痫手术的有效性取决于iEEG电极的植入位置。该决定是通过非侵入性记录方式（例如头皮脑电图）得出的。 启示：该框架可以帮助临床医生在决策过程中确定在哪里植入电极以进行颅内监测。 前言 ---- 最近的研究使用癫痫的数学模型来更好地查询iEEG数据，并对癫痫手术进行预测。 在本研究中，研究人员试图探讨将这种方法应用于头皮脑电图是否有助于确定癫痫的侧化，是否可用于告知颅内电极植入。 个体FR253做了双侧颅内电极植入，在右半球做了手术，且个体获得了癫痫发作自由(Engelclass Ia)。 相比之下，个体FR 273将颅内电极植入左半球，手术以左半球为目标，患者术后继续出现癫痫发作(Engel class IIIa)。
67620发布于 2020-06-30 - 来自专栏脑电信号科研科普
用于颅脑内电生理信号采集的神经微电极新技术
那么问题来了，如何才能采集或检测到动物脑内的神经电信号呢？这里研究者就需要借助于神经微电极，神经微电极采集颅内神经电信号的示意图如下所示。 在之前的一篇文章中（《为了需要我们不得不在它们脑内植入这些东西》），小编带大家了解了常见的神经微电极，主要包括金属微丝电极、玻璃微电极以及传统的硅基微电极（Michigan硅基微电极和Utah硅基微电极 传统的神经微电极主要存在以下三个问题：空间分辨率低（即微电极同时只能采集少数几个位置的神经元放电信号）、严重的慢性免疫反应（即电极的生物兼容性较差，随着微电极植入颅内的时间增加，微电极与脑组织之间会产生炎症反应 研究证明，当用两个Neuropixels神经电极同时植入大鼠的脑内，可以同时采集来自于5个脑区大于700个神经元的动作电位。 例如，美国California San Francisco大学的Jason研究团队以生物兼容性良好的柔性聚合物膜而不采用传统的硅材料来制作神经电极，并通过实验证明这种神经电极在植入动物脑内长达283天的时间内不会发生过于严重的免疫反应
87200发布于 2020-11-20 - 来自专栏脑机接口
干货|详解EEG脑电原理及两种主流脑电设备对比
△无损方法：Noninvasive-scalp EEG(非侵入式颅外脑电） △EEG和fNIRS共同采集 损伤方法包括：手术中的颅内技术、脑损伤或脑局部切除患者的颅外记录、动物模型的急慢性埋藏电极记录等 △损伤方法：Electrocorticography(ECOG)-intracranial EEG (IEEG)颅内脑皮质电位 由于损伤方法均有一定的创伤性，在目前的研究中无损伤方法使用比较广泛，易被大众接受 ↓ △NE3D建模功能 SAGA 荷兰TMSi生产的 SAGA脑电测试系统，主要为湿电极，且都为金属电极，包括环形电极（可以与经颅磁刺激共同采用）、杯状电极（Ag/AgCI杯状电极，耐久性好）、盐水电极 为了方便客户的使用，市场上的脑电设备均配有一体式电极帽。可与fNIRS（功能性近红外光谱）和tDCS（经颅直流电刺激）同步采集。 Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry. 74 (1): 9. doi:10.1136/jnnp.74.1.9. PMC 1738204.
5.8K22编辑于 2023-02-13 Cortex|经颅直流电刺激调节离线视觉振荡活动：脑磁图研究
摘 要 本次研究的目的是量化经颅直流电刺激引起的视觉处理振荡动力学方面的变化。为此，作者采用枕额电极配置进行了有效或假的经颅直流电刺激，然后在视觉诱导任务期间离线记录脑磁图（MEG）。 利用波束成形技术在时频域对显著的振荡反应进行成像，并评估经颅直流电刺激对绝对功率和相对功率的影响。 时间为9分钟。 结 果 视觉闪烁刺激导致在基频（15 赫兹）、二次谐波（30 赫兹）、三次谐波（45 赫兹）以及五次谐波（75 赫兹）处产生诱导效应。 作者发现阳极刺激增加了枕叶皮质内的基础阿尔法功率，但这种增加并未显著影响振荡的阿尔法反应。 这些结果也凸显了仔细考虑不同电极配置对全脑动力学影响的重要性。本研究的局限包括在视觉刺激期间没有对注意力的测量进行量化，以及两组都缺乏基线（刺激前）活动情况。
25310编辑于 2025-01-10- 来自专栏思影科技
相位相关TMS对脑电皮层运动网络的影响
考虑到TMS脉冲是在μ频率振荡的正(峰)或负(谷)相位时发出，刺激效应取决于在感觉运动网络的同源区域内c-c同步。 根据应用TMS脉冲的时间(峰或谷)，其对脑内神经网络同步性的影响有明显的变化。研究发现，谷刺激试次与峰值刺激试次相比，在μ频带进行TMS脉冲后(0-200ms)的M1-M1相位锁值同步更高。 在电极水平分析方面，计算受刺激半球各电极的欧氏距离，选取距离阈值电场质心最近的电极进行连通性分析。 结果 左右半球之间的源水平相位连接 为了研究运动网络内的c-c同步，使用阈值电场图作为种子分别计算源水平PLV图。如图2A所示，谷试次对侧躯体运动网络个体μ波段的PLV值高于峰试次。 在对侧半球(图3A右侧)，电极最接近白质纤维的终端的电极为C4、FC4、C2、CP4、FC2、C6和P4。
1.2K30编辑于 2022-02-28 - 来自专栏脑机接口
重磅长文 | 血管内脑机接口应用于脑卒中后瘫痪
与需要开颅手术的MEAs和颅内平面阵列不同，血管内电极阵列是通过常规的血管通路部位，如颈内静脉，使用导管插入颅内血管系统。 由于该手术的微创性，与其他颅内入路相比，理论安全风险降低。使用支架电极消除了开颅手术的需要，从而减少了设备植入过程中感染、出血或组织损伤的风险。 此外，大量文献已经描述了永久性经静脉导联和颅内静脉窦支架置入术的长期安全性。 一项对静脉窦支架植入术结果的系统回顾发现，主要并发症发生率（颅内出血）在0.07%-3%之间，这取决于钢丝和导管进入颅内腔的技术。 这类病例在血管内脑的情况下可能不太可能，因为微血栓形成与特发性颅内高压的病理生理学有关，这是脑静脉支架植入术的主要指征。
98210编辑于 2024-01-13 - 来自专栏脑机接口
Python-EEG工具库MNE中文教程(9)-参考电极应用
这可以是现有电极或新的虚拟通道。 此函数将根据所需参考重新参考数据，并防止MNE-Python自动添加平均参考投影。 平均参考(Average reference)： 通过设置ref_channels ='average'来对当前EEG信号进行平均，创建一个新的虚拟参考电极。 单电极(A single electrode)： 将ref_channels设置为包含将用作新参考的通道名称的列表，例如ref_channels = ['Cz']。 多个电极的平均值(The mean of multiple electrodes:)： 通过计算从两个或多个选定通道记录的当前EEG信号的平均值，可以创建一个新的虚拟参考电极。
1.2K20发布于 2020-06-30 - 来自专栏脑机接口
“脑膜”——类似面膜，超柔高精，保湿持久的大脑皮层电极
一方面，对于慢性ECoG电极，持续的微动如血流、呼吸、运动和颅内压的变化，将导致电极和脑组织之间发生相对位移，同时电极与大脑之间的机械不匹配容易引起异物反应，从而进一步降低信号质量，阻碍长期稳定使用。 同时，由于失去了脑脊液对硬膜下大脑皮层的持续润湿，电极可能会粘黏在皮层组织表面，容易受到外力的影响（如牵拉电极排线末端），导致电极损伤或组织出血。因此，适形性和保湿性是ECoG电极的两个关键问题。 目前，市面上大多数ECoG电极是由硅酮和铂铱合金组成的宏电极。电极厚度相对较大，导致贴附大脑沟回效果不佳。 这种“脑膜”不仅可以保证微电极位点的准确定位，还可以提高在颅窗暴露的急性植入期间连续高质量信号采集，以及时长超过1周的在体记录。 Microsyst Nanoeng 9, 126 (2023).
56930编辑于 2023-10-26 - 来自专栏脑机接口
Theranostics：温医大团队合作开创经鼻内镜微创植入颅底脑机接口
，VEP信号十分微弱[1-3]；（2）受颅内其他神经元电活动干扰，VEP信号缺乏可重复性[4]。 图 1 f-OCP和f-VEP电极放置示意图及波形图 （图源：YikuiZhang, et al., Theranostics, 2022） 作者通过该植入电极记录闪光视交叉电位（flash-OCP）检测并将其与传统 植入电极不仅有记录功能，还可以发出电刺激，可发展为视神经电刺激治疗装置。 ，并探讨了多种基于视交叉电位和微创植入颅底BMI的潜在应用。 International anesthesiologyclinics. 1990; 28: 165-9. 5.Benedičič M, Bošnjak R.
44430编辑于 2022-09-22 - 来自专栏脑电信号科研科普
BP综述：侵入性计算精神病学
人类颅内神经科学：不寻常的嫌疑人最近神经科学研究的一个特别富有成果的路线来自于人类颅内研究，它利用了功能性神经外科干预。 在这里，我们讨论了最常用的颅内方法（深部脑刺激DBS和颅内脑电图iEEG）（术语表见表1，每种方法的解剖目标和患者群体见表2）。 表1.人类颅内神经生理学术语表表2.颅内干预、解剖目标和临床/研究应用本表概述了目前用于治疗神经和精神疾病的颅内干预措施，包括最常见的解剖靶点。 在癫痫手术中，使用专门的研究电极（即LFP）电极与多电极探针（即Behnke-Fried电极）或以研究为重点的植入。 3.2 对颅内神经生理学的好处目前，颅内干预通常是针对单一或少量的基于功能定位理念（即每个心理功能特定位于大脑的特定部位）的解剖目标（如PD的丘脑底核）。
58010编辑于 2023-06-28 大脑内在网络的振荡机制
我们对42名受试者采用了颅内脑电图技术，以表征默认模式网络（DMN）、额顶叶网络（FPN）和突显网络（SN）中的局部场电位。 这些发现为支持人类大脑内在组织网络模型提供了颅内电生理证据，并揭示了大脑网络在静息状态下进行通信的方式。1. 引言网络视角被视为全面理解大脑作为一个综合系统以及阐明大脑综合功能的关键。 最后，将颅内EEG（iEEG）数据重新参考为共同平均值。为了减少边界和延续效应，我们从每个iEEG数据的开头丢弃了500个样本点。 2.4.2 LFP功率相关性为了获得LFP信号的可靠频谱估计，我们使用了基于离散椭球序列（DPSS）的方法，具体参数如下：5秒段采用9个锥度，步长为1秒，频率平滑范围为±1 Hz，频率范围从1到170 为了描述网络内和网络间的耦合模式，选择了包含两个网络内电极和一个网络外电极的电极三元组。这些电极三元组的LFP信号作为输入来计算连接性指标。
63710编辑于 2024-12-19- 来自专栏脑电信号科研科普
NeuroImage：左缘上回和角回对情景记忆编码的贡献：一项颅内脑电图研究
为了阐明VPC在事件编码中的作用，本研究比较了24例留置电极癫痫患者在缘上回(SmG)和角回(AnG)多个频段颅内脑电的SME。 在fMRI中，这表现为血氧水平依赖激活的增加，而在颅内脑电图(iEEG)研究中，VPC的激活表现为低频功率减少和高频功率增加，这种现象被称为“频谱倾斜”。 2.3 颅内脑电图记录 颅内记录包括深度电极、条状电极和栅极电极，使用Nihon-Kohden EEG-1200、Natus XLTek EMU 128或Grass Aura-LTM64系统收集记录，采样率 在记录过程中，数据参考常见的颅内、头皮或乳突触点。根据临床神经生理学家的说法，如果电极位于癫痫发作区或出现棘波，则不在分析之列。 2.4 电极定位 在电极植入前，对每个受试者进行T1和T2加权MRI。 2.5 电极和患者选择 在初始的274名患者中，只有当患者在左SmG和左AnG内都有至少2个物理电极触点时才用于后续分析，见图1B。排除了位于癫痫发作或刺激区域的电极触点。
81300发布于 2020-12-31 - 来自专栏脑电信号科研科普
NC：脑白质BOLD功能连通性的颅内电生理及结构基础
为了解决这个问题，我们使用了16例耐药癫痫患者的颅内立体脑电图(SEEG)和静息状态功能磁共振成像(fMRI)数据。 在一项具有里程碑意义的研究中，Betzel等人证明颅内电生理FC(定义为来自两个ECoG电极的LFP时间序列之间的相关性)与灰质中的BOLD FC具有相似的网络结构。 在这项研究中，我们旨在利用SEEG数据为白质BOLD FC的颅内电生理基础提供证据。 结果1.1 BOLD和SEEG白质FC我们研究了16例需要SEEG定位癫痫发作的耐药癫痫患者间歇期的颅内SEEG记录。每个参与者有6-12个电极，每个电极有5-16个接触点。 我们的研究结果表明，白质BOLD FC反映了白质中潜在的颅内神经活动(即LFPs)的同步，为这些研究提供了颅内电生理基础。
67230编辑于 2023-07-22
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