最具性价比的科研级脑电图(EEG)头戴设备是哪款?

克里斯蒂安·布尔戈斯

更新于

2026年10月26日

最具性价比的科研级脑电图(EEG)头戴设备是哪款?

克里斯蒂安·布尔戈斯

更新于

2026年10月26日

最具性价比的科研级脑电图(EEG)头戴设备是哪款?

克里斯蒂安·布尔戈斯

更新于

2026年10月26日

设想一名认知神经科学专业的研究生,研究方案已获批准,伦理审查已通过,但预算不足以购买 64 通道导电膏系统。问题在于,哪款便携式脑电(EEG)headset既符合实验方案又契合预算。

本指南从价格、通道覆盖范围、传感器类型、ERP 证据、真实任务中的表现以及总成本等方面,对五款便携式脑电头戴设备进行了比较:Emotiv Epoc X、Neurosity Crown、OpenBCI Ultracortex Mark IV、Muse S Athena 和 Mindtooth Touch。Emotiv 生产了 Epoc X。

核心要点

  • 在售价低于 $1,500 的头戴设备中,Epoc X 拥有最多的通道数量,具备 14 个通道。Neurosity Crown 记录 8 个干通道,并包含 Epoc X 所没有的中央电极位置。

  • 在 Sabio 及其同事于 2024 年开展的范围综述所统计的 916 项研究中,Emotiv 设备出现在 67.69% 的研究中,在所追踪的制造商中占比最大。

  • 在 2026 年针对三款头戴设备的基准测试中,Mindtooth Touch 的伪迹比例最低,Epoc X 居中,而初代 Muse S 的伪迹比例最高。

  • 针对 Emotiv 的 EPOC 头戴设备(听觉 P1–P3 和面孔敏感型 N170)以及初代 Muse(N200、P300 和奖励正波),均已有公开发表的 ERP 验证研究。

  • 将 headset 与实验范式相匹配:探索性工作优先考虑头皮覆盖范围,验证性工作优先考虑信号保真度。

2026 年哪款脑电 headset 性价比真正胜出?

在售价低于 \$1,500 的设备中,Epoc X 拥有最多的通道数,并且在 2024 年的一项范围综述所收录的研究中占比最高,而 Neurosity Crown 则提供覆盖中央区的 8 个干燥通道。

醒目的硬件标价通常不包括记录所需的软件或放大器。一台标价 $500 的设备在具备流式传输数据能力后,成本可能会达到 $1,700,因此请将以下每个价格均视为起步价,并加上放大器和许可证费用。

  • Emotiv Epoc X ($1,199):14 通道,生理盐水毛毡传感器,128/256 Hz,14/16 位。

  • Neurosity Crown ($1,499):8 个干燥通道,256 Hz,标称本底噪声 0.25 µVrms,板载 N3 计算单元,提供免费的 JavaScript 和 Python SDK。

  • OpenBCI Ultracortex Mark IV (499.99–2,999):8 或 16 通道,24 位 ADS1299 前端,干式 Ag/AgCl 梳状电极。价格取决于具体配置。

  • Muse S Athena ($474.99):4 个脑电通道加上 5 光极 fNIRS 和 PPG。专为睡眠和心理健康训练而设计,而非实验室方案。

  • Mindtooth Touch ($5,000+):8 个盐水海绵通道,24 位,专为工作负荷、压力和警觉性的实时神经测量指标而设计。

选择合适的 headset 取决于实验范式、测量指标所需的空间覆盖范围,以及您需要的是原始数据还是处理后的输出结果。

哪款脑电 Headset 在已发表的研究中使用最多?

Sabio 及其同事在 2024 年的 PLOS ONE 范围综述中统计了 916 项同行评审研究,其中 Emotiv 设备出现在 67.69% 的研究中,在所追踪的制造商中占比最大。NeuroSky 的 MindWave 以 24.56% 位居第二,而 OpenBCI、interaXon 的 Muse 和 MyndPlay 合计占剩余的 7.75%。

该综述追踪了入选为最受欢迎消费级设备制造商的五家厂商,并于 2022 年 12 月提交。Neurosity Crown 和 Mindtooth Touch 不在检索的设备之列,并且该综述并未按 headset 型号细分 OpenBCI 的结果。

在该综述的范围之外,各设备的学术影响力也有所不同:

  • Emotiv Epoc X:Google 学术搜索收录了超过 23,000 篇采用 Emotiv 技术的学术论文,这是 Emotiv 的 headset 在全公司范围内的统计数据。在所有消费级设备中,该综述发现脑机接口是最常见的用途,其次是实验研究。

  • OpenBCI Ultracortex:OpenBCI 的官方文献目录列出了 400 多篇使用其开源硬件生态系统的研究论文。

  • Muse:Krigolson 等人 (2017) 使用了较早期的 Muse 头带,在视觉奇球任务中记录了 N200 和 P300,并在奖励学习任务中记录了奖励正波。

  • Mindtooth Touch:Ronca 等人 (2026) 选择它作为研究级参考基准,并引用了此前针对基于凝胶的实验室系统的验证研究。来自 Mindtooth 研究计划的相关工作,即 Sciaraffa 等人 (2022),在多任务处理和模拟驾驶中验证了一项压力神经测量指标,但使用的是配备盐水海绵电极的 Brain Products 放大器,而非 Mindtooth Touch 本身。

  • Neurosity Crown:截至撰写本文时,尚未发现经过同行评审的独立验证研究。

要获得真正的空间分辨率,到底需要多少个脑电通道?

无论信号多么清晰,额叶四通道阵列都无法计算额-顶叶比率,而跨越四个脑区的八通道导联组合则可以支持广泛的研究范式。

标准的脑力负荷指数是用额叶 theta 功率除以顶叶 alpha 功率。若没有顶叶覆盖,该公式就失去了分母,这就是 Ronca 团队在调整其公式以适配电极数量有限的设备时所记录下的折衷方案。

以下是各设备的空间覆盖范围:

  • Emotiv Epoc X (14 通道):AF3、F7、F3、FC5、T7、P7、O1、O2、P8、T8、FC6、F4、F8、AF4,以 P3/P4 或乳突为参考。来自固定 14 点导联组合的额叶、颞叶、顶叶和枕叶覆盖。

  • Neurosity Crown (8 通道):CP3、C3、F5、PO3、PO4、F6、C4、CP4,以 T7/T8 为参考。覆盖额叶、中央区、顶叶和枕顶区,包括 Epoc X 未覆盖的中央位点(C3 和 C4)。

  • OpenBCI Ultracortex Mark IV (8 或 16 通道):在整个头皮上具有可配置的节点位置,因此您可以围绕自己的假设来设计导联组合。

  • Muse S Athena (4 通道):沿前额及耳后的 TP9、AF7、AF8 和 TP10,加上覆盖前额叶皮层的 5 光极 fNIRS 阵列。

  • Mindtooth Touch (8 通道):AF7、AF3、AFz、AF4、AF8、P3、Pz 和 P4,参考和接地位于乳突。专为额顶神经测量指标打造的聚焦额叶和顶叶导联组合。

需要 C3 和 C4 等中央位点,或是需要可配置的导联组合?Emotiv 的 Flex 2 Saline 和 Flex 2 Gel 可在标准 10-20 位置的 74 个开口中布设多达 32 个通道。

哪种脑电传感器类型适合您:盐水、干燥还是海绵?

传感器类型决定了准备时间、测试时长以及维护方式。盐水和海绵传感器需要水合湿润,在长时间的测试中可能会变干,而干燥传感器无需准备步骤,依靠机械结构设计穿过头发形成接触。

以下是各系统权衡取舍的方式:

  • Emotiv Epoc X(盐水毛毡垫):在消费级设备中具备一流的阻抗表现,但需要湿式准备,且有效保湿窗口为 1–2 小时。

  • Neurosity Crown(柔性干式 Ag/AgCl):无需准备,可在应用中根据发质选择电极变体。

  • OpenBCI Ultracortex Mark IV(干式 Ag/AgCl 梳状):梳状电极无需凝胶即可穿透头发,OpenBCI 声称该 headset 配戴好后可在 30 秒内开始流式传输。

  • Muse S Athena(导电织物干电极):专为舒适度和整夜佩戴打造的软带设计。

  • Mindtooth Touch(盐水海绵):柔性支臂上的无凝胶、半湿润电极。制造商指出每次准备可记录 60–90 分钟。

更喜欢干燥传感器?Emotiv 的 EPOC X PRO 提供 16 个通道,配备可互换的扁平与梳状干燥传感器。

哪些可穿戴脑电 Headset 能够切实测量如 P300 这类的 ERP?

已公开发表的 ERP 验证涵盖 Emotiv 的 Epoc headset 以及初代 Muse。ERP 成分的幅值很小,因此实验范式通常在多次试验中取平均值,而不是依赖单次试验检测。

以下是各设备的 ERP 证据:

  • Emotiv Epoc X:针对经过 ERP 事件标记适配的 Emotiv EPOC headset 的验证研究发现,在成人和儿童中,其听觉 P1–P3 反应可与 Neuroscan 研究系统相媲美,且具有与 Neuroscan 相似的面对人脸敏感的 N170。后来的一项研究发现,即使在没有电屏蔽室的环境下,N170 依然能够稳定检出。Epoc X 的枕叶和颞叶通道支持视觉和听觉范式,且 Emotiv 标明的时间精度约为一毫秒。

  • Muse S Athena:Krigolson 验证了较早期的 Muse 可用于 ERP 研究。Athena 的四个额叶和颞叶通道限制了其所能覆盖的成分。

  • OpenBCI Ultracortex Mark IV:Frey (2016) 使用相同电极对比了 OpenBCI 板与 g.tec g.USBamp。在 P300 拼写器和脑力负荷任务中,脑电特征高度相关,分类准确率也很接近,不过医疗级放大器的表现仍然更优。该研究测试的是放大器板而非 Ultracortex 电极,且时间精度取决于您自己的数据处理流程。

  • Neurosity Crown:Neurosity 表示 P300、N400 和 ERN 范式是可行的,并指出 Crown 不适合检测超低幅度的 ERP。

  • Mindtooth Touch:专为连续神经测量指标而构建,而非诱发电位,且不具备枕叶或颞叶覆盖。

这些 Headset 在现实运动状态下表现如何?

在 Ronca 基准测试中,24 名参与者按随机顺序使用 Epoc X、初代 Muse S 和 Mindtooth Touch 完成了视频观看、多任务处理和坐姿模拟驾驶。

所有通道的平均数据显示,Mindtooth Touch 的伪影比例最低,Epoc X 居中,Muse S 最高,且这三者之间的差异在统计学上均具有显著性。在折半功率谱密度相关性(用作信号平稳性的代理指标)方面,Mindtooth Touch 的内部一致性显著高于其他两款 headset。

以下是按设备划分的更详细分解:

  • Emotiv Epoc X:独立弹性传感器支臂提供了良好的机械稳定性。在与 Mindtooth Touch 共用的两个额叶通道(AF3 和 AF4)上,伪影百分比在大多数条件下无显著差异,但在驾驶和简单数学任务中 Epoc X 的伪影更高。Epoc X 对任务条件的区分度优于 Muse S,尤其是在平滑处理后。神经测量指标仅由这两个共用通道计算得出,因此该对比并未反映 Epoc X 完整的 14 通道导联组合。参与者对其舒适度的评价低于 Muse S。

  • Mindtooth Touch:唯一无需时间平滑处理即可持续区分实验条件的设备。作者将这种差异归因于硬件设计,包括带有内置阻抗监测的半干式有源电极和 24 位转换器。

  • Muse S(初代):三者中伪影比例最高,在 TP9 和 TP10 上数值极高,而其他设备没有这两个通道。参与者对其舒适度评分最高,Mindtooth Touch 居中。

  • Muse S Athena:未在此基准中测试。其 fNIRS 通道测量的是血流动力学响应,本质上较慢,但更不易受到电气运动伪影的影响。

  • Neurosity Crown 和 OpenBCI Ultracortex Mark IV:未测试。推测干燥电极通常比湿式电极对运动更敏感,但目前尚不存在可直接比较的数据。

想要寻找像 Mindtooth Touch 那样的有源电极和 24 位分辨率?Emotiv 的 EPOC X PRO 在每个传感器处进行放大,并以 24 位精度进行记录。

为什么消费级脑电 Headset 需要 10–15 秒的移动平均值?

移动平均值是为了弥补缺失的数据,并不能改善信号质量。当受伪影污染的数据段被剔除时,神经测量指标时间序列中就会出现空缺,而移动平均值通过从更多保留下来的样本中提取每个输出点来吸收这些空缺。

因为基准测试中的神经测量指标是以一秒分辨率计算的,所以每个被剔除的秒数都会变成缺失值。加宽窗口可以抑制伪影的可见影响,但会降低时间粒度,如果您的研究问题属于亚秒级尺度,这一点将至关重要。请在研究方法中说明您的窗口长度,因为审稿人有理由询问您为什么选择该长度。

Ronca 团队测试了 5 秒、10 秒、15 秒和 30 秒的窗口,以找出使各 headset 的伪影百分比与 Mindtooth Touch 达到统计学上无差异的最小值:

  • Emotiv Epoc X 和 Muse S(初代):通常为 10 秒,在模拟驾驶等更动态的任务中需要 15 秒。平滑处理后,两款 headset 的神经测量指标与参考基准的相关性仍然较弱,且 Epoc X 的收敛程度比 Muse S 更为接近。

  • Mindtooth Touch:无需平滑处理。在测试的每个窗口中,伪影水平都保持在较低水平。

  • Neurosity Crown、OpenBCI Ultracortex Mark IV 和 Muse S Athena:无等效的已发表数据。作为一种近似和推测(而非实测结果),在经过实际测试之前,可以将 10–15 秒视为任何干电极消费级设备的合理默认值。

算上软件后,每款 Headset 的实际成本是多少?

计入软件后,Emotiv Epoc X 的硬件售价为 \$1,199,包含免费赠送的软件,若要进行原始脑电记录和导出,加购 EmotivPRO Standard 许可证的费用为每年 \$1,068;而其他四款 headset 的标价约在 \$475 到 \$5,000+ 不等。

Emotiv 的软件采用授权许可模式而非开源模式,并能随着您的需求扩展:初学者可使用免费工具,拥有许可证即可进行原始脑电记录和导出,并且围绕该 headset 建立了一套算法、AI 和研究软件生态系统。在下单采购前,请先核对数据访问权限级别,并在整个项目周期内为此做好预算。

以下是各设备的实际成本:

  • Emotiv Epoc X:硬件为 $1,199,包含 EmotivPRO Lite、EmotivBCI 和免费的 Cortex 开发者级别,外加 EmotivPRO 内的 EmotivIQ AI 层。原始脑电记录和导出需要 EmotivPRO Standard 许可证(标价为每年 \$1,068,按年计费)。提供两款将 headset 与许可证打包打折的套装:Epoc X Research Bundle 提供许可证 10% 的折扣,Lab & Team Bundle 提供 headset 和许可证 15% 的折扣。

  • Neurosity Crown:$1,499,配备免费的 JavaScript 和 Python SDK,访问原始数据无需订阅。

  • OpenBCI Ultracortex Mark IV:自行 3D 打印版 $499.99,未组装版 $899.99,专业组装版 $1,199.99(均不包含主板)。一块 Cyton 板售价 $1,249。无需组装的 Complete Ultracortex 套装售价为 $2,999(8 通道)或 $4,499(16 通道)。GUI 和原始数据均免费且开源。

  • Muse S Athena:$474.99,Premium 高级功能为每年 $45。原始数据访问需要第三方工具。

  • Mindtooth Touch:视套装不同售价为 $5,000+,仅向专业用户出售,包含经授权的 Neurometrics 和脑电应用程序。

Emotiv Epoc X 随附哪些软件?

每台 Epoc X 都随附不额外收费的软件。EmotivPRO Lite 随 headset 一同提供,EmotivBCI 包含在用于脑机接口项目的 Emotiv Launcher 中,而 Cortex API and SDK 针对用户少于 1,000 且营收低于 $250,000 的项目提供免费的注册开发者级别,开放心理命令、频段、面部表情、运动数据和低分辨率性能指标。

除这些工具外,EmotivPRO 现在还包含 EmotivIQ,这是一个 AI 交互层,让您可以针对记录内容提出疑问、探索模式并生成实验会话总结。它在征得您同意的情况下运行于 Emotiv Cloud 上,其方案详见 EmotivIQ 页面。

Emotiv Epoc X 记录原始脑电需要许可证吗?

是的。在 Epoc X 上进行原始脑电记录和导出需要 EmotivPRO Standard 许可证(标价为每年 $1,068,按年计费),而 EmotivPRO Lite 则随 headset 免费赠送。EmotivPRO Standard 增加了无限量记录功能、带事件标记的实验构建、原始脑电的记录、存储和导出(CSV 或 EDF),以及对后处理数据的分析功能。

Standard Team 为多席位团队增加了 Lab Streaming Layer 数据流传输和组织内数据共享功能。需要通过 API 获取原始脑电的开发者可以使用 Cortex Professional Developer 级别。

想要在实验室或现场记录原始脑电?Epoc X Research Bundle 将一台 Epoc X 与一年期 Standard PRO 许可证打包,并提供许可证 10% 的折扣。

与开源脑电 Headset 相比,Emotiv 生态系统值得投资吗?

值得,如果您想要的是一款拥有完整生态系统支持的 headset。Emotiv 的软件采用授权许可模式而非开源模式,您可以自主选择使用其中的多少功能:初学时可使用免费工具,购买许可证后可记录和导出原始脑电,此外还有现成的测量指标、AI 分析和研究软件可供使用。

  • 免费软件:EmotivPRO Lite、EmotivBCI 和 Cortex 开发者级别随 headset 附赠,可实时访问心理命令、频段、面部表情、运动数据以及低分辨率性能指标。

  • 原始脑电:在 EmotivPRO Standard 中进行记录和导出,可保存在本地或 Emotiv Cloud,Standard Team 及以上级别支持 Lab Streaming Layer 流式传输。

  • 现成指标:Emotiv 专有算法可将脑电转换为注意力、参与度和压力等性能指标,同时提供基于机器学习的面部表情和可训练的心理命令,因此您无需自行搭建特征提取流程。

  • AI 分析:EmotivIQ 由 Emotiv 的大型大脑模型(Large Brain Model)及基于大规模脑电数据集训练的其他机器学习模型驱动,让您可以针对自己的记录提出疑问。

  • Emotiv Studio:一个与 Epoc X 协同工作的研究与消费者洞察平台,增加了实验设计工具、被试管理、实时数据采集以及利用 EmotivIQ 获取的 AI 洞察。

  • 扎实的研究记录:超过 15 年的 Emotiv 脑电工作经验,包含 1.975 亿通道分钟的真实世界脑电语料库,在 140 多个国家/地区的 4,000 多家机构中使用,Google 学术搜索收录的学术著作超过 23,000 部。

像 OpenBCI 这样的开源硬件赋予您对信号链的完全控制权。Emotiv 则在一定程度上放弃了这种开放性,换取了现成的测量指标、AI 分析、科研软件以及深厚的研究记录。

哪款 Headset 最适合开发 BCI 应用的开发者?

Neurosity Crown 和 Ultracortex Mark IV 分列开发者控制权的两个极端,Epoc X 则居于中间。Crown 的板载 N3 处理器(1.8 GHz 四核,8 GB 闪存)可在设备端运行信号处理,并通过文档完善的 SDK 开放结果,从而省去了大部分基础设施搭建工作。Ultracortex 则让您完全掌控信号链。

Epoc X 提供了一条折中路线。如果您需要的是心理命令、面部表情或频段而非原始信号,Emotiv 的免费开发者级别无需您自行构建滤波和特征提取流程即可提供预处理后的输出结果,这对缺乏信号处理专业知识的开发者非常有用。

以下是各设备的开发人员体验:

  • Emotiv Epoc X:Cortex API and SDK 支持 MATLAB、Python 和 Unity,外加性能指标、心理命令和面部表情等预处理输出。原始数据访问需要购买许可证。

  • Neurosity Crown:JavaScript 和 Python SDK、设备端处理、WiFi 和 BLE、3 小时续航。

  • OpenBCI Ultracortex Mark IV:开源原理图、固件和 GUI,支持 BrainFlow 和 LSL。需要自行编写处理流程。

  • Muse S Athena:消费级应用生态,通过第三方库而非官方科研 SDK 提供开发者访问。

  • Mindtooth Touch:支持 LSL 流式传输并可导出至 EEGLAB、BCILAB、MNE 和 Tobii Pro Lab,开箱即用提供实时工作负荷、压力和警觉性指标。

想基于 Wi-Fi 或板载记录进行构建?Emotiv 的 EPOC X PRO 提供 Wi-Fi 6,并可在脱离电脑的情况下在板载内存中记录 8 小时以上。

那么您究竟应该购买哪款可穿戴脑电 Headset?

使设备与实验范式相契合,然后确认软件许可证是否符合您的预算。这五款 headset 各自适合不同的研究问题,而在以任务负荷下的神经测量可靠性为首要考量的情况下,Mindtooth Touch 的高昂售价才最物有所值。

根据经验法则,探索性研究优先考虑头皮覆盖范围,验证性研究则优先考虑信号保真度。随后,请为许可证、主板或放大器单独做好预算,正是这些软硬件将 headset 转变为一套完整的记录系统,而这笔开支通常会大幅增加实际成本。

以下是各设备的适用场景:

  • Emotiv Epoc X:学术和独立研究、BCI 开发、课堂研究以及 14 个通道即可满足需求的探索性工作,拥有审稿人认可的引用历史:ERP、BCI 原型设计和神经营销。

  • Neurosity Crown:开发大脑响应型应用的开发者,他们看重设备端处理和快速部署,而非已发表的验证成果。

  • OpenBCI Ultracortex Mark IV:具备工程能力、需要 24 位分辨率、自定义导联组合以及无限制原始数据的实验室。需为主板预留预算。

  • Muse S Athena:睡眠研究、冥想和前额叶血流动力学研究,在这些场景中,整夜佩戴舒适度以及脑电加 fNIRS 的组合比通道数量更为重要。

  • Mindtooth Touch:实时认知状态监测,以及神经测量可靠性必须经受住严苛任务考验的研究。

在基金资助的项目中并行开展实验测试?Lab & Team Bundle 将三台 Epoc X headset 与三年期 Standard Team PRO 许可证(五个席位、Lab Streaming Layer 同步、IRB 和采购支持)打包,可享受 15% 的折扣。

参考文献

  1. Sabio J, Williams NS, McArthur GM, Badcock NA. A scoping review on the use of consumer-grade EEG devices for research. PLoS One. 2024;19(3):e0291186. doi:10.1371/journal.pone.0291186

  2. Krigolson OE, Williams CC, Norton A, Hassall CD, Colino FL. Choosing MUSE: validation of a low-cost, portable EEG system for ERP research. Front Neurosci. 2017;11:109. doi:10.3389/fnins.2017.00109

  3. Sciaraffa N, Di Flumeri G, Germano D, Giorgi A, Di Florio A, Borghini G, Vozzi A, Ronca V, Varga R, van Gasteren M, Babiloni F, Aricò P. Validation of a light EEG-based measure for real-time stress monitoring during realistic driving. Brain Sci. 2022;12(3):304. doi:10.3390/brainsci12030304

  4. Ronca V, Cecchetti M, Capotorto R, Di Flumeri G, Giorgi A, Germano D, Borghini G, Babiloni F, Aricò P. Beyond the lab: real-world benchmarking of wearable EEGs for passive brain-computer interfaces. Brain Inform. 2026;13(1):3. doi:10.1186/s40708-025-00290-x

  5. Badcock NA, Mousikou P, Mahajan Y, de Lissa P, Thie J, McArthur G. Validation of the Emotiv EPOC EEG gaming system for measuring research quality auditory ERPs. PeerJ. 2013;1:e38. doi:10.7717/peerj.38

  6. Badcock NA, Preece KA, de Wit B, Glenn K, Fieder N, Thie J, McArthur G. Validation of the Emotiv EPOC EEG system for research quality auditory event-related potentials in children. PeerJ. 2015;3:e907. doi:10.7717/peerj.907

  7. de Lissa P, Sörensen S, Badcock N, Thie J, McArthur G. Measuring the face-sensitive N170 with a gaming EEG system: a validation study. J Neurosci Methods. 2015;253:47-54. doi:10.1016/j.jneumeth.2015.05.025

  8. Wehrman J, Sörensen S, de Lissa P, Badcock NA. EPOC outside the shield: comparing the performance of a consumer-grade EEG device in shielded and unshielded environments. Biomed Phys Eng Express. 2021;7(2). doi:10.1088/2057-1976/abdf37

  9. Frey J. Comparison of an open-hardware electroencephalography amplifier with medical grade device in brain-computer interface applications. Proceedings of the 3rd International Conference on Physiological Computing Systems (PhyCS). 2016:105-114. doi:10.5220/0005954501050114

常见问题解答

Epoc X 有多少个通道,它们是如何分布的?

Epoc X 记录 14 个通道:AF3、F7、F3、FC5、T7、P7、O1、O2、P8、T8、FC6、F4、F8 和 AF4。其两个参考极(CMS 和 DRL)位于 P3 和 P4,或位于乳突。从而提供额叶、颞叶、顶叶和枕叶的覆盖。

Epoc X 使用什么传感器?

Epoc X 在旋转头带上使用带毛毡垫的可注液盐水传感器。毛毡垫简单有效,但需要在每次测试前重新湿润,并且在长时间记录时可能会变干。该 headset 采用系统级噪声抑制技术,称为有源共模噪声抑制系统(Active Common-Mode Noise Rejection System)。

Epoc X 电池续航时间是多久,它是如何连接的?

Epoc X 配备内置 595 mAh 锂聚合物电池,配合 USB 接收器使用时长可达 9 小时,通过低功耗蓝牙使用时长可达 6 小时。它通过低功耗蓝牙或 2.4 GHz 频段的专用 USB 接收器进行连接,并包含 9 轴运动传感器。

Epoc X 可以用于 ERP 研究吗?

可以,适用于在多次试验中取平均值的研究范式。针对适配了 ERP 事件标记的 Emotiv EPOC headset 的验证研究发现,其听觉 P1–P3 响应和面对人脸敏感的 N170 与 Neuroscan 研究系统相当。Emotiv 标明的时间精度约为一毫秒,事件标记功能可通过 EmotivPRO Standard 许可证获取。

哪些软件可以与 Epoc X 配合使用?

Epoc X 可与用于记录、可视化和分析的 EmotivPRO、用于脑机接口项目的 EmotivBCI、用于消费者洞察研究的 Emotiv Studio,以及用于实时数据访问的 Cortex API and SDK 配合使用,并支持 MATLAB、Python、Unity 和自定义处理流程。拥有 Standard Team 或更高级别的许可证时,EmotivPRO 还可以通过 Lab Streaming Layer 将数据流式传输至 EEGLAB、MATLAB 和 PsychoPy 等工具。输出包括原始脑电、运动数据、性能指标(兴奋度、参与度、放松度、兴趣度、压力和注意力)、面部表情和心理命令,具体访问权限取决于您的许可证或开发者级别。

使用 Epoc X 记录原始脑电需要许可证吗?

EmotivPRO Lite 随 headset 附赠。原始脑电记录和导出功能需购买 EmotivPRO Standard 许可证(标价为每年 $1,068,按年计费),或使用 Cortex Professional Developer 级别通过 API 获取原始脑电。Epoc X Research Bundle 将一台 headset 与一年期 Standard PRO 许可证打包并提供折扣,而 Lab & Team Bundle 则涵盖三台 headset 以及三年期 Standard Team 许可证。

Epoc X 是医疗设备吗?

不是。包括 Epoc X 在内的 Emotiv 产品仅供研究应用和个人使用。它们并非 MDR 2017/745 规范下销售的医疗设备,不用于诊断或治疗疾病。

Emotiv 是否提供干式传感器 headset?

是的。EPOC X PRO 是 Emotiv 的 16 通道干式传感器 headset,配有可互换的扁平与梳状传感器。其插孔同样兼容标准盐水毛毡垫。它沿用了 Epoc X 的 14 个核心记录点,并运行在相同的 EmotivPRO 和 Cortex 软件上。

设想一名认知神经科学专业的研究生,研究方案已获批准,伦理审查已通过,但预算不足以购买 64 通道导电膏系统。问题在于,哪款便携式脑电(EEG)headset既符合实验方案又契合预算。

本指南从价格、通道覆盖范围、传感器类型、ERP 证据、真实任务中的表现以及总成本等方面,对五款便携式脑电头戴设备进行了比较:Emotiv Epoc X、Neurosity Crown、OpenBCI Ultracortex Mark IV、Muse S Athena 和 Mindtooth Touch。Emotiv 生产了 Epoc X。

核心要点

  • 在售价低于 $1,500 的头戴设备中,Epoc X 拥有最多的通道数量,具备 14 个通道。Neurosity Crown 记录 8 个干通道,并包含 Epoc X 所没有的中央电极位置。

  • 在 Sabio 及其同事于 2024 年开展的范围综述所统计的 916 项研究中,Emotiv 设备出现在 67.69% 的研究中,在所追踪的制造商中占比最大。

  • 在 2026 年针对三款头戴设备的基准测试中,Mindtooth Touch 的伪迹比例最低,Epoc X 居中,而初代 Muse S 的伪迹比例最高。

  • 针对 Emotiv 的 EPOC 头戴设备(听觉 P1–P3 和面孔敏感型 N170)以及初代 Muse(N200、P300 和奖励正波),均已有公开发表的 ERP 验证研究。

  • 将 headset 与实验范式相匹配:探索性工作优先考虑头皮覆盖范围,验证性工作优先考虑信号保真度。

2026 年哪款脑电 headset 性价比真正胜出?

在售价低于 \$1,500 的设备中,Epoc X 拥有最多的通道数,并且在 2024 年的一项范围综述所收录的研究中占比最高,而 Neurosity Crown 则提供覆盖中央区的 8 个干燥通道。

醒目的硬件标价通常不包括记录所需的软件或放大器。一台标价 $500 的设备在具备流式传输数据能力后,成本可能会达到 $1,700,因此请将以下每个价格均视为起步价,并加上放大器和许可证费用。

  • Emotiv Epoc X ($1,199):14 通道,生理盐水毛毡传感器,128/256 Hz,14/16 位。

  • Neurosity Crown ($1,499):8 个干燥通道,256 Hz,标称本底噪声 0.25 µVrms,板载 N3 计算单元,提供免费的 JavaScript 和 Python SDK。

  • OpenBCI Ultracortex Mark IV (499.99–2,999):8 或 16 通道,24 位 ADS1299 前端,干式 Ag/AgCl 梳状电极。价格取决于具体配置。

  • Muse S Athena ($474.99):4 个脑电通道加上 5 光极 fNIRS 和 PPG。专为睡眠和心理健康训练而设计,而非实验室方案。

  • Mindtooth Touch ($5,000+):8 个盐水海绵通道,24 位,专为工作负荷、压力和警觉性的实时神经测量指标而设计。

选择合适的 headset 取决于实验范式、测量指标所需的空间覆盖范围,以及您需要的是原始数据还是处理后的输出结果。

哪款脑电 Headset 在已发表的研究中使用最多?

Sabio 及其同事在 2024 年的 PLOS ONE 范围综述中统计了 916 项同行评审研究,其中 Emotiv 设备出现在 67.69% 的研究中,在所追踪的制造商中占比最大。NeuroSky 的 MindWave 以 24.56% 位居第二,而 OpenBCI、interaXon 的 Muse 和 MyndPlay 合计占剩余的 7.75%。

该综述追踪了入选为最受欢迎消费级设备制造商的五家厂商,并于 2022 年 12 月提交。Neurosity Crown 和 Mindtooth Touch 不在检索的设备之列,并且该综述并未按 headset 型号细分 OpenBCI 的结果。

在该综述的范围之外,各设备的学术影响力也有所不同:

  • Emotiv Epoc X:Google 学术搜索收录了超过 23,000 篇采用 Emotiv 技术的学术论文,这是 Emotiv 的 headset 在全公司范围内的统计数据。在所有消费级设备中,该综述发现脑机接口是最常见的用途,其次是实验研究。

  • OpenBCI Ultracortex:OpenBCI 的官方文献目录列出了 400 多篇使用其开源硬件生态系统的研究论文。

  • Muse:Krigolson 等人 (2017) 使用了较早期的 Muse 头带,在视觉奇球任务中记录了 N200 和 P300,并在奖励学习任务中记录了奖励正波。

  • Mindtooth Touch:Ronca 等人 (2026) 选择它作为研究级参考基准,并引用了此前针对基于凝胶的实验室系统的验证研究。来自 Mindtooth 研究计划的相关工作,即 Sciaraffa 等人 (2022),在多任务处理和模拟驾驶中验证了一项压力神经测量指标,但使用的是配备盐水海绵电极的 Brain Products 放大器,而非 Mindtooth Touch 本身。

  • Neurosity Crown:截至撰写本文时,尚未发现经过同行评审的独立验证研究。

要获得真正的空间分辨率,到底需要多少个脑电通道?

无论信号多么清晰,额叶四通道阵列都无法计算额-顶叶比率,而跨越四个脑区的八通道导联组合则可以支持广泛的研究范式。

标准的脑力负荷指数是用额叶 theta 功率除以顶叶 alpha 功率。若没有顶叶覆盖,该公式就失去了分母,这就是 Ronca 团队在调整其公式以适配电极数量有限的设备时所记录下的折衷方案。

以下是各设备的空间覆盖范围:

  • Emotiv Epoc X (14 通道):AF3、F7、F3、FC5、T7、P7、O1、O2、P8、T8、FC6、F4、F8、AF4,以 P3/P4 或乳突为参考。来自固定 14 点导联组合的额叶、颞叶、顶叶和枕叶覆盖。

  • Neurosity Crown (8 通道):CP3、C3、F5、PO3、PO4、F6、C4、CP4,以 T7/T8 为参考。覆盖额叶、中央区、顶叶和枕顶区,包括 Epoc X 未覆盖的中央位点(C3 和 C4)。

  • OpenBCI Ultracortex Mark IV (8 或 16 通道):在整个头皮上具有可配置的节点位置,因此您可以围绕自己的假设来设计导联组合。

  • Muse S Athena (4 通道):沿前额及耳后的 TP9、AF7、AF8 和 TP10,加上覆盖前额叶皮层的 5 光极 fNIRS 阵列。

  • Mindtooth Touch (8 通道):AF7、AF3、AFz、AF4、AF8、P3、Pz 和 P4,参考和接地位于乳突。专为额顶神经测量指标打造的聚焦额叶和顶叶导联组合。

需要 C3 和 C4 等中央位点,或是需要可配置的导联组合?Emotiv 的 Flex 2 Saline 和 Flex 2 Gel 可在标准 10-20 位置的 74 个开口中布设多达 32 个通道。

哪种脑电传感器类型适合您:盐水、干燥还是海绵?

传感器类型决定了准备时间、测试时长以及维护方式。盐水和海绵传感器需要水合湿润,在长时间的测试中可能会变干,而干燥传感器无需准备步骤,依靠机械结构设计穿过头发形成接触。

以下是各系统权衡取舍的方式:

  • Emotiv Epoc X(盐水毛毡垫):在消费级设备中具备一流的阻抗表现,但需要湿式准备,且有效保湿窗口为 1–2 小时。

  • Neurosity Crown(柔性干式 Ag/AgCl):无需准备,可在应用中根据发质选择电极变体。

  • OpenBCI Ultracortex Mark IV(干式 Ag/AgCl 梳状):梳状电极无需凝胶即可穿透头发,OpenBCI 声称该 headset 配戴好后可在 30 秒内开始流式传输。

  • Muse S Athena(导电织物干电极):专为舒适度和整夜佩戴打造的软带设计。

  • Mindtooth Touch(盐水海绵):柔性支臂上的无凝胶、半湿润电极。制造商指出每次准备可记录 60–90 分钟。

更喜欢干燥传感器?Emotiv 的 EPOC X PRO 提供 16 个通道,配备可互换的扁平与梳状干燥传感器。

哪些可穿戴脑电 Headset 能够切实测量如 P300 这类的 ERP?

已公开发表的 ERP 验证涵盖 Emotiv 的 Epoc headset 以及初代 Muse。ERP 成分的幅值很小,因此实验范式通常在多次试验中取平均值,而不是依赖单次试验检测。

以下是各设备的 ERP 证据:

  • Emotiv Epoc X:针对经过 ERP 事件标记适配的 Emotiv EPOC headset 的验证研究发现,在成人和儿童中,其听觉 P1–P3 反应可与 Neuroscan 研究系统相媲美,且具有与 Neuroscan 相似的面对人脸敏感的 N170。后来的一项研究发现,即使在没有电屏蔽室的环境下,N170 依然能够稳定检出。Epoc X 的枕叶和颞叶通道支持视觉和听觉范式,且 Emotiv 标明的时间精度约为一毫秒。

  • Muse S Athena:Krigolson 验证了较早期的 Muse 可用于 ERP 研究。Athena 的四个额叶和颞叶通道限制了其所能覆盖的成分。

  • OpenBCI Ultracortex Mark IV:Frey (2016) 使用相同电极对比了 OpenBCI 板与 g.tec g.USBamp。在 P300 拼写器和脑力负荷任务中,脑电特征高度相关,分类准确率也很接近,不过医疗级放大器的表现仍然更优。该研究测试的是放大器板而非 Ultracortex 电极,且时间精度取决于您自己的数据处理流程。

  • Neurosity Crown:Neurosity 表示 P300、N400 和 ERN 范式是可行的,并指出 Crown 不适合检测超低幅度的 ERP。

  • Mindtooth Touch:专为连续神经测量指标而构建,而非诱发电位,且不具备枕叶或颞叶覆盖。

这些 Headset 在现实运动状态下表现如何?

在 Ronca 基准测试中,24 名参与者按随机顺序使用 Epoc X、初代 Muse S 和 Mindtooth Touch 完成了视频观看、多任务处理和坐姿模拟驾驶。

所有通道的平均数据显示,Mindtooth Touch 的伪影比例最低,Epoc X 居中,Muse S 最高,且这三者之间的差异在统计学上均具有显著性。在折半功率谱密度相关性(用作信号平稳性的代理指标)方面,Mindtooth Touch 的内部一致性显著高于其他两款 headset。

以下是按设备划分的更详细分解:

  • Emotiv Epoc X:独立弹性传感器支臂提供了良好的机械稳定性。在与 Mindtooth Touch 共用的两个额叶通道(AF3 和 AF4)上,伪影百分比在大多数条件下无显著差异,但在驾驶和简单数学任务中 Epoc X 的伪影更高。Epoc X 对任务条件的区分度优于 Muse S,尤其是在平滑处理后。神经测量指标仅由这两个共用通道计算得出,因此该对比并未反映 Epoc X 完整的 14 通道导联组合。参与者对其舒适度的评价低于 Muse S。

  • Mindtooth Touch:唯一无需时间平滑处理即可持续区分实验条件的设备。作者将这种差异归因于硬件设计,包括带有内置阻抗监测的半干式有源电极和 24 位转换器。

  • Muse S(初代):三者中伪影比例最高,在 TP9 和 TP10 上数值极高,而其他设备没有这两个通道。参与者对其舒适度评分最高,Mindtooth Touch 居中。

  • Muse S Athena:未在此基准中测试。其 fNIRS 通道测量的是血流动力学响应,本质上较慢,但更不易受到电气运动伪影的影响。

  • Neurosity Crown 和 OpenBCI Ultracortex Mark IV:未测试。推测干燥电极通常比湿式电极对运动更敏感,但目前尚不存在可直接比较的数据。

想要寻找像 Mindtooth Touch 那样的有源电极和 24 位分辨率?Emotiv 的 EPOC X PRO 在每个传感器处进行放大,并以 24 位精度进行记录。

为什么消费级脑电 Headset 需要 10–15 秒的移动平均值?

移动平均值是为了弥补缺失的数据,并不能改善信号质量。当受伪影污染的数据段被剔除时,神经测量指标时间序列中就会出现空缺,而移动平均值通过从更多保留下来的样本中提取每个输出点来吸收这些空缺。

因为基准测试中的神经测量指标是以一秒分辨率计算的,所以每个被剔除的秒数都会变成缺失值。加宽窗口可以抑制伪影的可见影响,但会降低时间粒度,如果您的研究问题属于亚秒级尺度,这一点将至关重要。请在研究方法中说明您的窗口长度,因为审稿人有理由询问您为什么选择该长度。

Ronca 团队测试了 5 秒、10 秒、15 秒和 30 秒的窗口,以找出使各 headset 的伪影百分比与 Mindtooth Touch 达到统计学上无差异的最小值:

  • Emotiv Epoc X 和 Muse S(初代):通常为 10 秒,在模拟驾驶等更动态的任务中需要 15 秒。平滑处理后,两款 headset 的神经测量指标与参考基准的相关性仍然较弱,且 Epoc X 的收敛程度比 Muse S 更为接近。

  • Mindtooth Touch:无需平滑处理。在测试的每个窗口中,伪影水平都保持在较低水平。

  • Neurosity Crown、OpenBCI Ultracortex Mark IV 和 Muse S Athena:无等效的已发表数据。作为一种近似和推测(而非实测结果),在经过实际测试之前,可以将 10–15 秒视为任何干电极消费级设备的合理默认值。

算上软件后,每款 Headset 的实际成本是多少?

计入软件后,Emotiv Epoc X 的硬件售价为 \$1,199,包含免费赠送的软件,若要进行原始脑电记录和导出,加购 EmotivPRO Standard 许可证的费用为每年 \$1,068;而其他四款 headset 的标价约在 \$475 到 \$5,000+ 不等。

Emotiv 的软件采用授权许可模式而非开源模式,并能随着您的需求扩展:初学者可使用免费工具,拥有许可证即可进行原始脑电记录和导出,并且围绕该 headset 建立了一套算法、AI 和研究软件生态系统。在下单采购前,请先核对数据访问权限级别,并在整个项目周期内为此做好预算。

以下是各设备的实际成本:

  • Emotiv Epoc X:硬件为 $1,199,包含 EmotivPRO Lite、EmotivBCI 和免费的 Cortex 开发者级别,外加 EmotivPRO 内的 EmotivIQ AI 层。原始脑电记录和导出需要 EmotivPRO Standard 许可证(标价为每年 \$1,068,按年计费)。提供两款将 headset 与许可证打包打折的套装:Epoc X Research Bundle 提供许可证 10% 的折扣,Lab & Team Bundle 提供 headset 和许可证 15% 的折扣。

  • Neurosity Crown:$1,499,配备免费的 JavaScript 和 Python SDK,访问原始数据无需订阅。

  • OpenBCI Ultracortex Mark IV:自行 3D 打印版 $499.99,未组装版 $899.99,专业组装版 $1,199.99(均不包含主板)。一块 Cyton 板售价 $1,249。无需组装的 Complete Ultracortex 套装售价为 $2,999(8 通道)或 $4,499(16 通道)。GUI 和原始数据均免费且开源。

  • Muse S Athena:$474.99,Premium 高级功能为每年 $45。原始数据访问需要第三方工具。

  • Mindtooth Touch:视套装不同售价为 $5,000+,仅向专业用户出售,包含经授权的 Neurometrics 和脑电应用程序。

Emotiv Epoc X 随附哪些软件?

每台 Epoc X 都随附不额外收费的软件。EmotivPRO Lite 随 headset 一同提供,EmotivBCI 包含在用于脑机接口项目的 Emotiv Launcher 中,而 Cortex API and SDK 针对用户少于 1,000 且营收低于 $250,000 的项目提供免费的注册开发者级别,开放心理命令、频段、面部表情、运动数据和低分辨率性能指标。

除这些工具外,EmotivPRO 现在还包含 EmotivIQ,这是一个 AI 交互层,让您可以针对记录内容提出疑问、探索模式并生成实验会话总结。它在征得您同意的情况下运行于 Emotiv Cloud 上,其方案详见 EmotivIQ 页面。

Emotiv Epoc X 记录原始脑电需要许可证吗?

是的。在 Epoc X 上进行原始脑电记录和导出需要 EmotivPRO Standard 许可证(标价为每年 $1,068,按年计费),而 EmotivPRO Lite 则随 headset 免费赠送。EmotivPRO Standard 增加了无限量记录功能、带事件标记的实验构建、原始脑电的记录、存储和导出(CSV 或 EDF),以及对后处理数据的分析功能。

Standard Team 为多席位团队增加了 Lab Streaming Layer 数据流传输和组织内数据共享功能。需要通过 API 获取原始脑电的开发者可以使用 Cortex Professional Developer 级别。

想要在实验室或现场记录原始脑电?Epoc X Research Bundle 将一台 Epoc X 与一年期 Standard PRO 许可证打包,并提供许可证 10% 的折扣。

与开源脑电 Headset 相比,Emotiv 生态系统值得投资吗?

值得,如果您想要的是一款拥有完整生态系统支持的 headset。Emotiv 的软件采用授权许可模式而非开源模式,您可以自主选择使用其中的多少功能:初学时可使用免费工具,购买许可证后可记录和导出原始脑电,此外还有现成的测量指标、AI 分析和研究软件可供使用。

  • 免费软件:EmotivPRO Lite、EmotivBCI 和 Cortex 开发者级别随 headset 附赠,可实时访问心理命令、频段、面部表情、运动数据以及低分辨率性能指标。

  • 原始脑电:在 EmotivPRO Standard 中进行记录和导出,可保存在本地或 Emotiv Cloud,Standard Team 及以上级别支持 Lab Streaming Layer 流式传输。

  • 现成指标:Emotiv 专有算法可将脑电转换为注意力、参与度和压力等性能指标,同时提供基于机器学习的面部表情和可训练的心理命令,因此您无需自行搭建特征提取流程。

  • AI 分析:EmotivIQ 由 Emotiv 的大型大脑模型(Large Brain Model)及基于大规模脑电数据集训练的其他机器学习模型驱动,让您可以针对自己的记录提出疑问。

  • Emotiv Studio:一个与 Epoc X 协同工作的研究与消费者洞察平台,增加了实验设计工具、被试管理、实时数据采集以及利用 EmotivIQ 获取的 AI 洞察。

  • 扎实的研究记录:超过 15 年的 Emotiv 脑电工作经验,包含 1.975 亿通道分钟的真实世界脑电语料库,在 140 多个国家/地区的 4,000 多家机构中使用,Google 学术搜索收录的学术著作超过 23,000 部。

像 OpenBCI 这样的开源硬件赋予您对信号链的完全控制权。Emotiv 则在一定程度上放弃了这种开放性,换取了现成的测量指标、AI 分析、科研软件以及深厚的研究记录。

哪款 Headset 最适合开发 BCI 应用的开发者?

Neurosity Crown 和 Ultracortex Mark IV 分列开发者控制权的两个极端,Epoc X 则居于中间。Crown 的板载 N3 处理器(1.8 GHz 四核,8 GB 闪存)可在设备端运行信号处理,并通过文档完善的 SDK 开放结果,从而省去了大部分基础设施搭建工作。Ultracortex 则让您完全掌控信号链。

Epoc X 提供了一条折中路线。如果您需要的是心理命令、面部表情或频段而非原始信号,Emotiv 的免费开发者级别无需您自行构建滤波和特征提取流程即可提供预处理后的输出结果,这对缺乏信号处理专业知识的开发者非常有用。

以下是各设备的开发人员体验:

  • Emotiv Epoc X:Cortex API and SDK 支持 MATLAB、Python 和 Unity,外加性能指标、心理命令和面部表情等预处理输出。原始数据访问需要购买许可证。

  • Neurosity Crown:JavaScript 和 Python SDK、设备端处理、WiFi 和 BLE、3 小时续航。

  • OpenBCI Ultracortex Mark IV:开源原理图、固件和 GUI,支持 BrainFlow 和 LSL。需要自行编写处理流程。

  • Muse S Athena:消费级应用生态,通过第三方库而非官方科研 SDK 提供开发者访问。

  • Mindtooth Touch:支持 LSL 流式传输并可导出至 EEGLAB、BCILAB、MNE 和 Tobii Pro Lab,开箱即用提供实时工作负荷、压力和警觉性指标。

想基于 Wi-Fi 或板载记录进行构建?Emotiv 的 EPOC X PRO 提供 Wi-Fi 6,并可在脱离电脑的情况下在板载内存中记录 8 小时以上。

那么您究竟应该购买哪款可穿戴脑电 Headset?

使设备与实验范式相契合,然后确认软件许可证是否符合您的预算。这五款 headset 各自适合不同的研究问题,而在以任务负荷下的神经测量可靠性为首要考量的情况下,Mindtooth Touch 的高昂售价才最物有所值。

根据经验法则,探索性研究优先考虑头皮覆盖范围,验证性研究则优先考虑信号保真度。随后,请为许可证、主板或放大器单独做好预算,正是这些软硬件将 headset 转变为一套完整的记录系统,而这笔开支通常会大幅增加实际成本。

以下是各设备的适用场景:

  • Emotiv Epoc X:学术和独立研究、BCI 开发、课堂研究以及 14 个通道即可满足需求的探索性工作,拥有审稿人认可的引用历史:ERP、BCI 原型设计和神经营销。

  • Neurosity Crown:开发大脑响应型应用的开发者,他们看重设备端处理和快速部署,而非已发表的验证成果。

  • OpenBCI Ultracortex Mark IV:具备工程能力、需要 24 位分辨率、自定义导联组合以及无限制原始数据的实验室。需为主板预留预算。

  • Muse S Athena:睡眠研究、冥想和前额叶血流动力学研究,在这些场景中,整夜佩戴舒适度以及脑电加 fNIRS 的组合比通道数量更为重要。

  • Mindtooth Touch:实时认知状态监测,以及神经测量可靠性必须经受住严苛任务考验的研究。

在基金资助的项目中并行开展实验测试?Lab & Team Bundle 将三台 Epoc X headset 与三年期 Standard Team PRO 许可证(五个席位、Lab Streaming Layer 同步、IRB 和采购支持)打包,可享受 15% 的折扣。

参考文献

  1. Sabio J, Williams NS, McArthur GM, Badcock NA. A scoping review on the use of consumer-grade EEG devices for research. PLoS One. 2024;19(3):e0291186. doi:10.1371/journal.pone.0291186

  2. Krigolson OE, Williams CC, Norton A, Hassall CD, Colino FL. Choosing MUSE: validation of a low-cost, portable EEG system for ERP research. Front Neurosci. 2017;11:109. doi:10.3389/fnins.2017.00109

  3. Sciaraffa N, Di Flumeri G, Germano D, Giorgi A, Di Florio A, Borghini G, Vozzi A, Ronca V, Varga R, van Gasteren M, Babiloni F, Aricò P. Validation of a light EEG-based measure for real-time stress monitoring during realistic driving. Brain Sci. 2022;12(3):304. doi:10.3390/brainsci12030304

  4. Ronca V, Cecchetti M, Capotorto R, Di Flumeri G, Giorgi A, Germano D, Borghini G, Babiloni F, Aricò P. Beyond the lab: real-world benchmarking of wearable EEGs for passive brain-computer interfaces. Brain Inform. 2026;13(1):3. doi:10.1186/s40708-025-00290-x

  5. Badcock NA, Mousikou P, Mahajan Y, de Lissa P, Thie J, McArthur G. Validation of the Emotiv EPOC EEG gaming system for measuring research quality auditory ERPs. PeerJ. 2013;1:e38. doi:10.7717/peerj.38

  6. Badcock NA, Preece KA, de Wit B, Glenn K, Fieder N, Thie J, McArthur G. Validation of the Emotiv EPOC EEG system for research quality auditory event-related potentials in children. PeerJ. 2015;3:e907. doi:10.7717/peerj.907

  7. de Lissa P, Sörensen S, Badcock N, Thie J, McArthur G. Measuring the face-sensitive N170 with a gaming EEG system: a validation study. J Neurosci Methods. 2015;253:47-54. doi:10.1016/j.jneumeth.2015.05.025

  8. Wehrman J, Sörensen S, de Lissa P, Badcock NA. EPOC outside the shield: comparing the performance of a consumer-grade EEG device in shielded and unshielded environments. Biomed Phys Eng Express. 2021;7(2). doi:10.1088/2057-1976/abdf37

  9. Frey J. Comparison of an open-hardware electroencephalography amplifier with medical grade device in brain-computer interface applications. Proceedings of the 3rd International Conference on Physiological Computing Systems (PhyCS). 2016:105-114. doi:10.5220/0005954501050114

常见问题解答

Epoc X 有多少个通道,它们是如何分布的?

Epoc X 记录 14 个通道:AF3、F7、F3、FC5、T7、P7、O1、O2、P8、T8、FC6、F4、F8 和 AF4。其两个参考极(CMS 和 DRL)位于 P3 和 P4,或位于乳突。从而提供额叶、颞叶、顶叶和枕叶的覆盖。

Epoc X 使用什么传感器?

Epoc X 在旋转头带上使用带毛毡垫的可注液盐水传感器。毛毡垫简单有效,但需要在每次测试前重新湿润,并且在长时间记录时可能会变干。该 headset 采用系统级噪声抑制技术,称为有源共模噪声抑制系统(Active Common-Mode Noise Rejection System)。

Epoc X 电池续航时间是多久,它是如何连接的?

Epoc X 配备内置 595 mAh 锂聚合物电池,配合 USB 接收器使用时长可达 9 小时,通过低功耗蓝牙使用时长可达 6 小时。它通过低功耗蓝牙或 2.4 GHz 频段的专用 USB 接收器进行连接,并包含 9 轴运动传感器。

Epoc X 可以用于 ERP 研究吗?

可以,适用于在多次试验中取平均值的研究范式。针对适配了 ERP 事件标记的 Emotiv EPOC headset 的验证研究发现,其听觉 P1–P3 响应和面对人脸敏感的 N170 与 Neuroscan 研究系统相当。Emotiv 标明的时间精度约为一毫秒,事件标记功能可通过 EmotivPRO Standard 许可证获取。

哪些软件可以与 Epoc X 配合使用?

Epoc X 可与用于记录、可视化和分析的 EmotivPRO、用于脑机接口项目的 EmotivBCI、用于消费者洞察研究的 Emotiv Studio,以及用于实时数据访问的 Cortex API and SDK 配合使用,并支持 MATLAB、Python、Unity 和自定义处理流程。拥有 Standard Team 或更高级别的许可证时,EmotivPRO 还可以通过 Lab Streaming Layer 将数据流式传输至 EEGLAB、MATLAB 和 PsychoPy 等工具。输出包括原始脑电、运动数据、性能指标(兴奋度、参与度、放松度、兴趣度、压力和注意力)、面部表情和心理命令,具体访问权限取决于您的许可证或开发者级别。

使用 Epoc X 记录原始脑电需要许可证吗?

EmotivPRO Lite 随 headset 附赠。原始脑电记录和导出功能需购买 EmotivPRO Standard 许可证(标价为每年 $1,068,按年计费),或使用 Cortex Professional Developer 级别通过 API 获取原始脑电。Epoc X Research Bundle 将一台 headset 与一年期 Standard PRO 许可证打包并提供折扣,而 Lab & Team Bundle 则涵盖三台 headset 以及三年期 Standard Team 许可证。

Epoc X 是医疗设备吗?

不是。包括 Epoc X 在内的 Emotiv 产品仅供研究应用和个人使用。它们并非 MDR 2017/745 规范下销售的医疗设备,不用于诊断或治疗疾病。

Emotiv 是否提供干式传感器 headset?

是的。EPOC X PRO 是 Emotiv 的 16 通道干式传感器 headset,配有可互换的扁平与梳状传感器。其插孔同样兼容标准盐水毛毡垫。它沿用了 Epoc X 的 14 个核心记录点,并运行在相同的 EmotivPRO 和 Cortex 软件上。

设想一名认知神经科学专业的研究生,研究方案已获批准,伦理审查已通过,但预算不足以购买 64 通道导电膏系统。问题在于,哪款便携式脑电(EEG)headset既符合实验方案又契合预算。

本指南从价格、通道覆盖范围、传感器类型、ERP 证据、真实任务中的表现以及总成本等方面,对五款便携式脑电头戴设备进行了比较:Emotiv Epoc X、Neurosity Crown、OpenBCI Ultracortex Mark IV、Muse S Athena 和 Mindtooth Touch。Emotiv 生产了 Epoc X。

核心要点

  • 在售价低于 $1,500 的头戴设备中,Epoc X 拥有最多的通道数量,具备 14 个通道。Neurosity Crown 记录 8 个干通道,并包含 Epoc X 所没有的中央电极位置。

  • 在 Sabio 及其同事于 2024 年开展的范围综述所统计的 916 项研究中,Emotiv 设备出现在 67.69% 的研究中,在所追踪的制造商中占比最大。

  • 在 2026 年针对三款头戴设备的基准测试中,Mindtooth Touch 的伪迹比例最低,Epoc X 居中,而初代 Muse S 的伪迹比例最高。

  • 针对 Emotiv 的 EPOC 头戴设备(听觉 P1–P3 和面孔敏感型 N170)以及初代 Muse(N200、P300 和奖励正波),均已有公开发表的 ERP 验证研究。

  • 将 headset 与实验范式相匹配:探索性工作优先考虑头皮覆盖范围,验证性工作优先考虑信号保真度。

2026 年哪款脑电 headset 性价比真正胜出?

在售价低于 \$1,500 的设备中,Epoc X 拥有最多的通道数,并且在 2024 年的一项范围综述所收录的研究中占比最高,而 Neurosity Crown 则提供覆盖中央区的 8 个干燥通道。

醒目的硬件标价通常不包括记录所需的软件或放大器。一台标价 $500 的设备在具备流式传输数据能力后,成本可能会达到 $1,700,因此请将以下每个价格均视为起步价,并加上放大器和许可证费用。

  • Emotiv Epoc X ($1,199):14 通道,生理盐水毛毡传感器,128/256 Hz,14/16 位。

  • Neurosity Crown ($1,499):8 个干燥通道,256 Hz,标称本底噪声 0.25 µVrms,板载 N3 计算单元,提供免费的 JavaScript 和 Python SDK。

  • OpenBCI Ultracortex Mark IV (499.99–2,999):8 或 16 通道,24 位 ADS1299 前端,干式 Ag/AgCl 梳状电极。价格取决于具体配置。

  • Muse S Athena ($474.99):4 个脑电通道加上 5 光极 fNIRS 和 PPG。专为睡眠和心理健康训练而设计,而非实验室方案。

  • Mindtooth Touch ($5,000+):8 个盐水海绵通道,24 位,专为工作负荷、压力和警觉性的实时神经测量指标而设计。

选择合适的 headset 取决于实验范式、测量指标所需的空间覆盖范围,以及您需要的是原始数据还是处理后的输出结果。

哪款脑电 Headset 在已发表的研究中使用最多?

Sabio 及其同事在 2024 年的 PLOS ONE 范围综述中统计了 916 项同行评审研究,其中 Emotiv 设备出现在 67.69% 的研究中,在所追踪的制造商中占比最大。NeuroSky 的 MindWave 以 24.56% 位居第二,而 OpenBCI、interaXon 的 Muse 和 MyndPlay 合计占剩余的 7.75%。

该综述追踪了入选为最受欢迎消费级设备制造商的五家厂商,并于 2022 年 12 月提交。Neurosity Crown 和 Mindtooth Touch 不在检索的设备之列,并且该综述并未按 headset 型号细分 OpenBCI 的结果。

在该综述的范围之外,各设备的学术影响力也有所不同:

  • Emotiv Epoc X:Google 学术搜索收录了超过 23,000 篇采用 Emotiv 技术的学术论文,这是 Emotiv 的 headset 在全公司范围内的统计数据。在所有消费级设备中,该综述发现脑机接口是最常见的用途,其次是实验研究。

  • OpenBCI Ultracortex:OpenBCI 的官方文献目录列出了 400 多篇使用其开源硬件生态系统的研究论文。

  • Muse:Krigolson 等人 (2017) 使用了较早期的 Muse 头带,在视觉奇球任务中记录了 N200 和 P300,并在奖励学习任务中记录了奖励正波。

  • Mindtooth Touch:Ronca 等人 (2026) 选择它作为研究级参考基准,并引用了此前针对基于凝胶的实验室系统的验证研究。来自 Mindtooth 研究计划的相关工作,即 Sciaraffa 等人 (2022),在多任务处理和模拟驾驶中验证了一项压力神经测量指标,但使用的是配备盐水海绵电极的 Brain Products 放大器,而非 Mindtooth Touch 本身。

  • Neurosity Crown:截至撰写本文时,尚未发现经过同行评审的独立验证研究。

要获得真正的空间分辨率,到底需要多少个脑电通道?

无论信号多么清晰,额叶四通道阵列都无法计算额-顶叶比率,而跨越四个脑区的八通道导联组合则可以支持广泛的研究范式。

标准的脑力负荷指数是用额叶 theta 功率除以顶叶 alpha 功率。若没有顶叶覆盖,该公式就失去了分母,这就是 Ronca 团队在调整其公式以适配电极数量有限的设备时所记录下的折衷方案。

以下是各设备的空间覆盖范围:

  • Emotiv Epoc X (14 通道):AF3、F7、F3、FC5、T7、P7、O1、O2、P8、T8、FC6、F4、F8、AF4,以 P3/P4 或乳突为参考。来自固定 14 点导联组合的额叶、颞叶、顶叶和枕叶覆盖。

  • Neurosity Crown (8 通道):CP3、C3、F5、PO3、PO4、F6、C4、CP4,以 T7/T8 为参考。覆盖额叶、中央区、顶叶和枕顶区,包括 Epoc X 未覆盖的中央位点(C3 和 C4)。

  • OpenBCI Ultracortex Mark IV (8 或 16 通道):在整个头皮上具有可配置的节点位置,因此您可以围绕自己的假设来设计导联组合。

  • Muse S Athena (4 通道):沿前额及耳后的 TP9、AF7、AF8 和 TP10,加上覆盖前额叶皮层的 5 光极 fNIRS 阵列。

  • Mindtooth Touch (8 通道):AF7、AF3、AFz、AF4、AF8、P3、Pz 和 P4,参考和接地位于乳突。专为额顶神经测量指标打造的聚焦额叶和顶叶导联组合。

需要 C3 和 C4 等中央位点,或是需要可配置的导联组合?Emotiv 的 Flex 2 Saline 和 Flex 2 Gel 可在标准 10-20 位置的 74 个开口中布设多达 32 个通道。

哪种脑电传感器类型适合您:盐水、干燥还是海绵?

传感器类型决定了准备时间、测试时长以及维护方式。盐水和海绵传感器需要水合湿润,在长时间的测试中可能会变干,而干燥传感器无需准备步骤,依靠机械结构设计穿过头发形成接触。

以下是各系统权衡取舍的方式:

  • Emotiv Epoc X(盐水毛毡垫):在消费级设备中具备一流的阻抗表现,但需要湿式准备,且有效保湿窗口为 1–2 小时。

  • Neurosity Crown(柔性干式 Ag/AgCl):无需准备,可在应用中根据发质选择电极变体。

  • OpenBCI Ultracortex Mark IV(干式 Ag/AgCl 梳状):梳状电极无需凝胶即可穿透头发,OpenBCI 声称该 headset 配戴好后可在 30 秒内开始流式传输。

  • Muse S Athena(导电织物干电极):专为舒适度和整夜佩戴打造的软带设计。

  • Mindtooth Touch(盐水海绵):柔性支臂上的无凝胶、半湿润电极。制造商指出每次准备可记录 60–90 分钟。

更喜欢干燥传感器?Emotiv 的 EPOC X PRO 提供 16 个通道,配备可互换的扁平与梳状干燥传感器。

哪些可穿戴脑电 Headset 能够切实测量如 P300 这类的 ERP?

已公开发表的 ERP 验证涵盖 Emotiv 的 Epoc headset 以及初代 Muse。ERP 成分的幅值很小,因此实验范式通常在多次试验中取平均值,而不是依赖单次试验检测。

以下是各设备的 ERP 证据:

  • Emotiv Epoc X:针对经过 ERP 事件标记适配的 Emotiv EPOC headset 的验证研究发现,在成人和儿童中,其听觉 P1–P3 反应可与 Neuroscan 研究系统相媲美,且具有与 Neuroscan 相似的面对人脸敏感的 N170。后来的一项研究发现,即使在没有电屏蔽室的环境下,N170 依然能够稳定检出。Epoc X 的枕叶和颞叶通道支持视觉和听觉范式,且 Emotiv 标明的时间精度约为一毫秒。

  • Muse S Athena:Krigolson 验证了较早期的 Muse 可用于 ERP 研究。Athena 的四个额叶和颞叶通道限制了其所能覆盖的成分。

  • OpenBCI Ultracortex Mark IV:Frey (2016) 使用相同电极对比了 OpenBCI 板与 g.tec g.USBamp。在 P300 拼写器和脑力负荷任务中,脑电特征高度相关,分类准确率也很接近,不过医疗级放大器的表现仍然更优。该研究测试的是放大器板而非 Ultracortex 电极,且时间精度取决于您自己的数据处理流程。

  • Neurosity Crown:Neurosity 表示 P300、N400 和 ERN 范式是可行的,并指出 Crown 不适合检测超低幅度的 ERP。

  • Mindtooth Touch:专为连续神经测量指标而构建,而非诱发电位,且不具备枕叶或颞叶覆盖。

这些 Headset 在现实运动状态下表现如何?

在 Ronca 基准测试中,24 名参与者按随机顺序使用 Epoc X、初代 Muse S 和 Mindtooth Touch 完成了视频观看、多任务处理和坐姿模拟驾驶。

所有通道的平均数据显示,Mindtooth Touch 的伪影比例最低,Epoc X 居中,Muse S 最高,且这三者之间的差异在统计学上均具有显著性。在折半功率谱密度相关性(用作信号平稳性的代理指标)方面,Mindtooth Touch 的内部一致性显著高于其他两款 headset。

以下是按设备划分的更详细分解:

  • Emotiv Epoc X:独立弹性传感器支臂提供了良好的机械稳定性。在与 Mindtooth Touch 共用的两个额叶通道(AF3 和 AF4)上,伪影百分比在大多数条件下无显著差异,但在驾驶和简单数学任务中 Epoc X 的伪影更高。Epoc X 对任务条件的区分度优于 Muse S,尤其是在平滑处理后。神经测量指标仅由这两个共用通道计算得出,因此该对比并未反映 Epoc X 完整的 14 通道导联组合。参与者对其舒适度的评价低于 Muse S。

  • Mindtooth Touch:唯一无需时间平滑处理即可持续区分实验条件的设备。作者将这种差异归因于硬件设计,包括带有内置阻抗监测的半干式有源电极和 24 位转换器。

  • Muse S(初代):三者中伪影比例最高,在 TP9 和 TP10 上数值极高,而其他设备没有这两个通道。参与者对其舒适度评分最高,Mindtooth Touch 居中。

  • Muse S Athena:未在此基准中测试。其 fNIRS 通道测量的是血流动力学响应,本质上较慢,但更不易受到电气运动伪影的影响。

  • Neurosity Crown 和 OpenBCI Ultracortex Mark IV:未测试。推测干燥电极通常比湿式电极对运动更敏感,但目前尚不存在可直接比较的数据。

想要寻找像 Mindtooth Touch 那样的有源电极和 24 位分辨率?Emotiv 的 EPOC X PRO 在每个传感器处进行放大,并以 24 位精度进行记录。

为什么消费级脑电 Headset 需要 10–15 秒的移动平均值?

移动平均值是为了弥补缺失的数据,并不能改善信号质量。当受伪影污染的数据段被剔除时,神经测量指标时间序列中就会出现空缺,而移动平均值通过从更多保留下来的样本中提取每个输出点来吸收这些空缺。

因为基准测试中的神经测量指标是以一秒分辨率计算的,所以每个被剔除的秒数都会变成缺失值。加宽窗口可以抑制伪影的可见影响,但会降低时间粒度,如果您的研究问题属于亚秒级尺度,这一点将至关重要。请在研究方法中说明您的窗口长度,因为审稿人有理由询问您为什么选择该长度。

Ronca 团队测试了 5 秒、10 秒、15 秒和 30 秒的窗口,以找出使各 headset 的伪影百分比与 Mindtooth Touch 达到统计学上无差异的最小值:

  • Emotiv Epoc X 和 Muse S(初代):通常为 10 秒,在模拟驾驶等更动态的任务中需要 15 秒。平滑处理后,两款 headset 的神经测量指标与参考基准的相关性仍然较弱,且 Epoc X 的收敛程度比 Muse S 更为接近。

  • Mindtooth Touch:无需平滑处理。在测试的每个窗口中,伪影水平都保持在较低水平。

  • Neurosity Crown、OpenBCI Ultracortex Mark IV 和 Muse S Athena:无等效的已发表数据。作为一种近似和推测(而非实测结果),在经过实际测试之前,可以将 10–15 秒视为任何干电极消费级设备的合理默认值。

算上软件后,每款 Headset 的实际成本是多少?

计入软件后,Emotiv Epoc X 的硬件售价为 \$1,199,包含免费赠送的软件,若要进行原始脑电记录和导出,加购 EmotivPRO Standard 许可证的费用为每年 \$1,068;而其他四款 headset 的标价约在 \$475 到 \$5,000+ 不等。

Emotiv 的软件采用授权许可模式而非开源模式,并能随着您的需求扩展:初学者可使用免费工具,拥有许可证即可进行原始脑电记录和导出,并且围绕该 headset 建立了一套算法、AI 和研究软件生态系统。在下单采购前,请先核对数据访问权限级别,并在整个项目周期内为此做好预算。

以下是各设备的实际成本:

  • Emotiv Epoc X:硬件为 $1,199,包含 EmotivPRO Lite、EmotivBCI 和免费的 Cortex 开发者级别,外加 EmotivPRO 内的 EmotivIQ AI 层。原始脑电记录和导出需要 EmotivPRO Standard 许可证(标价为每年 \$1,068,按年计费)。提供两款将 headset 与许可证打包打折的套装:Epoc X Research Bundle 提供许可证 10% 的折扣,Lab & Team Bundle 提供 headset 和许可证 15% 的折扣。

  • Neurosity Crown:$1,499,配备免费的 JavaScript 和 Python SDK,访问原始数据无需订阅。

  • OpenBCI Ultracortex Mark IV:自行 3D 打印版 $499.99,未组装版 $899.99,专业组装版 $1,199.99(均不包含主板)。一块 Cyton 板售价 $1,249。无需组装的 Complete Ultracortex 套装售价为 $2,999(8 通道)或 $4,499(16 通道)。GUI 和原始数据均免费且开源。

  • Muse S Athena:$474.99,Premium 高级功能为每年 $45。原始数据访问需要第三方工具。

  • Mindtooth Touch:视套装不同售价为 $5,000+,仅向专业用户出售,包含经授权的 Neurometrics 和脑电应用程序。

Emotiv Epoc X 随附哪些软件?

每台 Epoc X 都随附不额外收费的软件。EmotivPRO Lite 随 headset 一同提供,EmotivBCI 包含在用于脑机接口项目的 Emotiv Launcher 中,而 Cortex API and SDK 针对用户少于 1,000 且营收低于 $250,000 的项目提供免费的注册开发者级别,开放心理命令、频段、面部表情、运动数据和低分辨率性能指标。

除这些工具外,EmotivPRO 现在还包含 EmotivIQ,这是一个 AI 交互层,让您可以针对记录内容提出疑问、探索模式并生成实验会话总结。它在征得您同意的情况下运行于 Emotiv Cloud 上,其方案详见 EmotivIQ 页面。

Emotiv Epoc X 记录原始脑电需要许可证吗?

是的。在 Epoc X 上进行原始脑电记录和导出需要 EmotivPRO Standard 许可证(标价为每年 $1,068,按年计费),而 EmotivPRO Lite 则随 headset 免费赠送。EmotivPRO Standard 增加了无限量记录功能、带事件标记的实验构建、原始脑电的记录、存储和导出(CSV 或 EDF),以及对后处理数据的分析功能。

Standard Team 为多席位团队增加了 Lab Streaming Layer 数据流传输和组织内数据共享功能。需要通过 API 获取原始脑电的开发者可以使用 Cortex Professional Developer 级别。

想要在实验室或现场记录原始脑电?Epoc X Research Bundle 将一台 Epoc X 与一年期 Standard PRO 许可证打包,并提供许可证 10% 的折扣。

与开源脑电 Headset 相比,Emotiv 生态系统值得投资吗?

值得,如果您想要的是一款拥有完整生态系统支持的 headset。Emotiv 的软件采用授权许可模式而非开源模式,您可以自主选择使用其中的多少功能:初学时可使用免费工具,购买许可证后可记录和导出原始脑电,此外还有现成的测量指标、AI 分析和研究软件可供使用。

  • 免费软件:EmotivPRO Lite、EmotivBCI 和 Cortex 开发者级别随 headset 附赠,可实时访问心理命令、频段、面部表情、运动数据以及低分辨率性能指标。

  • 原始脑电:在 EmotivPRO Standard 中进行记录和导出,可保存在本地或 Emotiv Cloud,Standard Team 及以上级别支持 Lab Streaming Layer 流式传输。

  • 现成指标:Emotiv 专有算法可将脑电转换为注意力、参与度和压力等性能指标,同时提供基于机器学习的面部表情和可训练的心理命令,因此您无需自行搭建特征提取流程。

  • AI 分析:EmotivIQ 由 Emotiv 的大型大脑模型(Large Brain Model)及基于大规模脑电数据集训练的其他机器学习模型驱动,让您可以针对自己的记录提出疑问。

  • Emotiv Studio:一个与 Epoc X 协同工作的研究与消费者洞察平台,增加了实验设计工具、被试管理、实时数据采集以及利用 EmotivIQ 获取的 AI 洞察。

  • 扎实的研究记录:超过 15 年的 Emotiv 脑电工作经验,包含 1.975 亿通道分钟的真实世界脑电语料库,在 140 多个国家/地区的 4,000 多家机构中使用,Google 学术搜索收录的学术著作超过 23,000 部。

像 OpenBCI 这样的开源硬件赋予您对信号链的完全控制权。Emotiv 则在一定程度上放弃了这种开放性,换取了现成的测量指标、AI 分析、科研软件以及深厚的研究记录。

哪款 Headset 最适合开发 BCI 应用的开发者?

Neurosity Crown 和 Ultracortex Mark IV 分列开发者控制权的两个极端,Epoc X 则居于中间。Crown 的板载 N3 处理器(1.8 GHz 四核,8 GB 闪存)可在设备端运行信号处理,并通过文档完善的 SDK 开放结果,从而省去了大部分基础设施搭建工作。Ultracortex 则让您完全掌控信号链。

Epoc X 提供了一条折中路线。如果您需要的是心理命令、面部表情或频段而非原始信号,Emotiv 的免费开发者级别无需您自行构建滤波和特征提取流程即可提供预处理后的输出结果,这对缺乏信号处理专业知识的开发者非常有用。

以下是各设备的开发人员体验:

  • Emotiv Epoc X:Cortex API and SDK 支持 MATLAB、Python 和 Unity,外加性能指标、心理命令和面部表情等预处理输出。原始数据访问需要购买许可证。

  • Neurosity Crown:JavaScript 和 Python SDK、设备端处理、WiFi 和 BLE、3 小时续航。

  • OpenBCI Ultracortex Mark IV:开源原理图、固件和 GUI,支持 BrainFlow 和 LSL。需要自行编写处理流程。

  • Muse S Athena:消费级应用生态,通过第三方库而非官方科研 SDK 提供开发者访问。

  • Mindtooth Touch:支持 LSL 流式传输并可导出至 EEGLAB、BCILAB、MNE 和 Tobii Pro Lab,开箱即用提供实时工作负荷、压力和警觉性指标。

想基于 Wi-Fi 或板载记录进行构建?Emotiv 的 EPOC X PRO 提供 Wi-Fi 6,并可在脱离电脑的情况下在板载内存中记录 8 小时以上。

那么您究竟应该购买哪款可穿戴脑电 Headset?

使设备与实验范式相契合,然后确认软件许可证是否符合您的预算。这五款 headset 各自适合不同的研究问题,而在以任务负荷下的神经测量可靠性为首要考量的情况下,Mindtooth Touch 的高昂售价才最物有所值。

根据经验法则,探索性研究优先考虑头皮覆盖范围,验证性研究则优先考虑信号保真度。随后,请为许可证、主板或放大器单独做好预算,正是这些软硬件将 headset 转变为一套完整的记录系统,而这笔开支通常会大幅增加实际成本。

以下是各设备的适用场景:

  • Emotiv Epoc X:学术和独立研究、BCI 开发、课堂研究以及 14 个通道即可满足需求的探索性工作,拥有审稿人认可的引用历史:ERP、BCI 原型设计和神经营销。

  • Neurosity Crown:开发大脑响应型应用的开发者,他们看重设备端处理和快速部署,而非已发表的验证成果。

  • OpenBCI Ultracortex Mark IV:具备工程能力、需要 24 位分辨率、自定义导联组合以及无限制原始数据的实验室。需为主板预留预算。

  • Muse S Athena:睡眠研究、冥想和前额叶血流动力学研究,在这些场景中,整夜佩戴舒适度以及脑电加 fNIRS 的组合比通道数量更为重要。

  • Mindtooth Touch:实时认知状态监测,以及神经测量可靠性必须经受住严苛任务考验的研究。

在基金资助的项目中并行开展实验测试?Lab & Team Bundle 将三台 Epoc X headset 与三年期 Standard Team PRO 许可证(五个席位、Lab Streaming Layer 同步、IRB 和采购支持)打包,可享受 15% 的折扣。

参考文献

  1. Sabio J, Williams NS, McArthur GM, Badcock NA. A scoping review on the use of consumer-grade EEG devices for research. PLoS One. 2024;19(3):e0291186. doi:10.1371/journal.pone.0291186

  2. Krigolson OE, Williams CC, Norton A, Hassall CD, Colino FL. Choosing MUSE: validation of a low-cost, portable EEG system for ERP research. Front Neurosci. 2017;11:109. doi:10.3389/fnins.2017.00109

  3. Sciaraffa N, Di Flumeri G, Germano D, Giorgi A, Di Florio A, Borghini G, Vozzi A, Ronca V, Varga R, van Gasteren M, Babiloni F, Aricò P. Validation of a light EEG-based measure for real-time stress monitoring during realistic driving. Brain Sci. 2022;12(3):304. doi:10.3390/brainsci12030304

  4. Ronca V, Cecchetti M, Capotorto R, Di Flumeri G, Giorgi A, Germano D, Borghini G, Babiloni F, Aricò P. Beyond the lab: real-world benchmarking of wearable EEGs for passive brain-computer interfaces. Brain Inform. 2026;13(1):3. doi:10.1186/s40708-025-00290-x

  5. Badcock NA, Mousikou P, Mahajan Y, de Lissa P, Thie J, McArthur G. Validation of the Emotiv EPOC EEG gaming system for measuring research quality auditory ERPs. PeerJ. 2013;1:e38. doi:10.7717/peerj.38

  6. Badcock NA, Preece KA, de Wit B, Glenn K, Fieder N, Thie J, McArthur G. Validation of the Emotiv EPOC EEG system for research quality auditory event-related potentials in children. PeerJ. 2015;3:e907. doi:10.7717/peerj.907

  7. de Lissa P, Sörensen S, Badcock N, Thie J, McArthur G. Measuring the face-sensitive N170 with a gaming EEG system: a validation study. J Neurosci Methods. 2015;253:47-54. doi:10.1016/j.jneumeth.2015.05.025

  8. Wehrman J, Sörensen S, de Lissa P, Badcock NA. EPOC outside the shield: comparing the performance of a consumer-grade EEG device in shielded and unshielded environments. Biomed Phys Eng Express. 2021;7(2). doi:10.1088/2057-1976/abdf37

  9. Frey J. Comparison of an open-hardware electroencephalography amplifier with medical grade device in brain-computer interface applications. Proceedings of the 3rd International Conference on Physiological Computing Systems (PhyCS). 2016:105-114. doi:10.5220/0005954501050114

常见问题解答

Epoc X 有多少个通道,它们是如何分布的?

Epoc X 记录 14 个通道:AF3、F7、F3、FC5、T7、P7、O1、O2、P8、T8、FC6、F4、F8 和 AF4。其两个参考极(CMS 和 DRL)位于 P3 和 P4,或位于乳突。从而提供额叶、颞叶、顶叶和枕叶的覆盖。

Epoc X 使用什么传感器?

Epoc X 在旋转头带上使用带毛毡垫的可注液盐水传感器。毛毡垫简单有效,但需要在每次测试前重新湿润,并且在长时间记录时可能会变干。该 headset 采用系统级噪声抑制技术,称为有源共模噪声抑制系统(Active Common-Mode Noise Rejection System)。

Epoc X 电池续航时间是多久,它是如何连接的?

Epoc X 配备内置 595 mAh 锂聚合物电池,配合 USB 接收器使用时长可达 9 小时,通过低功耗蓝牙使用时长可达 6 小时。它通过低功耗蓝牙或 2.4 GHz 频段的专用 USB 接收器进行连接,并包含 9 轴运动传感器。

Epoc X 可以用于 ERP 研究吗?

可以,适用于在多次试验中取平均值的研究范式。针对适配了 ERP 事件标记的 Emotiv EPOC headset 的验证研究发现,其听觉 P1–P3 响应和面对人脸敏感的 N170 与 Neuroscan 研究系统相当。Emotiv 标明的时间精度约为一毫秒,事件标记功能可通过 EmotivPRO Standard 许可证获取。

哪些软件可以与 Epoc X 配合使用?

Epoc X 可与用于记录、可视化和分析的 EmotivPRO、用于脑机接口项目的 EmotivBCI、用于消费者洞察研究的 Emotiv Studio,以及用于实时数据访问的 Cortex API and SDK 配合使用,并支持 MATLAB、Python、Unity 和自定义处理流程。拥有 Standard Team 或更高级别的许可证时,EmotivPRO 还可以通过 Lab Streaming Layer 将数据流式传输至 EEGLAB、MATLAB 和 PsychoPy 等工具。输出包括原始脑电、运动数据、性能指标(兴奋度、参与度、放松度、兴趣度、压力和注意力)、面部表情和心理命令,具体访问权限取决于您的许可证或开发者级别。

使用 Epoc X 记录原始脑电需要许可证吗?

EmotivPRO Lite 随 headset 附赠。原始脑电记录和导出功能需购买 EmotivPRO Standard 许可证(标价为每年 $1,068,按年计费),或使用 Cortex Professional Developer 级别通过 API 获取原始脑电。Epoc X Research Bundle 将一台 headset 与一年期 Standard PRO 许可证打包并提供折扣,而 Lab & Team Bundle 则涵盖三台 headset 以及三年期 Standard Team 许可证。

Epoc X 是医疗设备吗?

不是。包括 Epoc X 在内的 Emotiv 产品仅供研究应用和个人使用。它们并非 MDR 2017/745 规范下销售的医疗设备,不用于诊断或治疗疾病。

Emotiv 是否提供干式传感器 headset?

是的。EPOC X PRO 是 Emotiv 的 16 通道干式传感器 headset,配有可互换的扁平与梳状传感器。其插孔同样兼容标准盐水毛毡垫。它沿用了 Epoc X 的 14 个核心记录点,并运行在相同的 EmotivPRO 和 Cortex 软件上。