挑战你的记忆!在Emotiv App中玩新的N-Back游戏

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Emotiv背后的科学

Emotiv背后的科学

Emotiv 结合非侵入式 EEG、信号处理、机器学习和面向开发者的软件,将脑活动转化为可用的 insight。

Emotiv 结合无创 EEG、信号处理、机器学习和面向开发者的软件,将脑活动转化为可用的 insight。

Emotiv 结合无创 EEG、信号处理、机器学习和面向开发者的软件,将脑活动转化为可用的 insight。

差异化优势

无线 EEG。真实世界脑部测量。

从信号到Insight。

Emotiv 的科学基础支持神经科学研究、脑机接口开发、认知表现分析、自适应软件以及新一代具备脑感知能力的应用。

EEG 测量什么

Emotiv 结合无创 EEG、信号处理、机器学习以及面向开发者的软件,将脑活动转化为可用的 insight。这一科学基础支持神经科学研究、脑机接口开发、认知表现分析、自适应软件以及下一代具备脑感知能力的应用。

为什么大脑测量设计很重要

EEG 的价值不仅取决于信号质量。它还取决于脑活动的测量方式、信号采集的位置,以及外形尺寸是否适合使用场景。

一些应用受益于覆盖更广的空间范围,涉及多个脑区。另一些则依赖于舒适性、速度,以及在自然环境中以最小阻力采集脑数据的能力。不同的使用场景需要在覆盖范围、可穿戴性、易用性、设置时间和现实适配性之间做出不同取舍。

空间分辨率 - 全脑感知

大脑是一个非常复杂的系统。前额叶皮层——也就是你大多数有意识的想法和决策产生的区域——所进行的活动还不到大脑总活动的十分之一。

对周围环境的规划与建模、对感官输入的解读,乃至包括你对现实的感知,以及记忆的处理与存储,还有驱动你情绪和感受的基本机制,都发生在分布于大脑各处的许多功能区域中,包括后部的视觉皮层、两侧的颞叶皮层、头顶后方的顶叶皮层,以及位于大脑深处的边缘系统。边缘系统控制你的基本情绪和感受、你的战斗/逃跑反应,以及更深层的长期记忆编码,同时还负责调控呼吸和心跳等基本身体功能。

这些更深层次的功能中的大多数会与大脑皮层的不同部分紧密互动(皮层是可通过 EEG 测量到的外层),然而这种互动相当复杂且呈分布式。为了绘制大脑的真实活动图谱,从位于整个脑表面各处的许多不同皮层结构中测量信号非常重要。仅凭额叶和颞叶区域无法对这些信号进行映射。除非同时考虑来自大脑后部的信号,否则对用户完整心理状态的判定只能是非常粗略的近似。

通过适当的覆盖范围和电极配置,可以重建所有重要脑区的源模型,并看到它们之间的相互作用。缺少这些关键信号的替代系统所能提供的信息还不到整体的一半。通常,它们仅限于判断意识水平、处理的数量与强度,以及(在某些情况下)额叶信号中的左右半球不平衡。虽然这些信息在某些情境下有用,但它们对用户心理状态的呈现非常有限且不准确。

从研究级 EEG 到日常脑部感测

Emotiv 的方法涵盖了广泛的可穿戴 EEG 形态,从高端研究系统到面向消费者的脑戴设备。

在研究端,Flex 支持可配置的多通道 EEG,用于高级神经科学和 ERP 研究,而 Epoc X 提供 14 通道无线 EEG,用于研究、BCI 和应用研究。Insight 提供更精简的 5 通道无线 EEG 头戴设备,用于研究、认知表现和现实世界激活。在日常端,MN8 和 MW20 将脑部感测扩展到低调的可穿戴音频外形中,旨在实现超越传统实验室环境的更低摩擦使用。

在研究端,Flex 支持可配置的多通道 EEG,用于高级神经科学和 ERP 研究,而 Epoc X 提供 14 通道无线 EEG,用于研究、BCI 和应用研究。Insight 提供更精简的 5 通道无线 EEG 头戴设备,用于研究、认知表现和现实世界激活。在日常端,MN8 和 MW20 将脑部感测扩展到低调的可穿戴音频外形中,旨在实现超越传统实验室环境的更低摩擦使用。

这个范围之所以重要,是因为不同的测量目标涉及不同的要求。多通道系统可以提供更广泛的大脑覆盖范围,并更详细地呈现分布式神经活动。更轻便的可穿戴形态可以减少使用阻力,扩展数据采集的时间和场景,并使非侵入性脑部测量在日常环境中更具可行性。

Emotiv 并不强迫在研究深度与日常易用性之间二选一,而是在同一技术生态系统内同时支持两者。

由科学支持

Emotiv 的方法涵盖了广泛的可穿戴 EEG 形态,从高端研究系统到面向消费者的脑穿戴设备。

独立验证有助于证明,Emotiv 系统可以支持研究级的 EEG 和 ERP 工作。早期对 EPOC 的验证发现,在该研究中,它可用于标示儿童的晚期听觉 ERP 峰值和错配负波成分,其结果与研究系统相当。后续验证研究发现,EPOC Flex saline 采集的数据与研究级 EEG 系统相似,并且能够测量可靠的听觉和视觉 ERP、标示 SSVEP 特征,并检测 alpha 振荡的变化。

Emotiv 信号管道

将 EEG 转化为可用的输出,所需的不仅仅是传感器。Emotiv 将信号采集与实时处理、伪迹处理、机器学习以及软件层相结合,帮助把原始 EEG 转换为可用于实验、应用和交互式系统的输出。

该工作流程的核心是 Cortex,它充当原始脑数据与实际解读之间的转换层。信号会被处理、清理和组织,以便在研究和应用环境中更有效地使用。

EmotivPRO 将此工作流程扩展到记录、可视化和分析,支持原始 EEG 采集、事件标记、导出选项,以及通过 LSL 进行实时流传输。它还通过与 MATLAB、PsychoPy 和 EEGLAB 等工具的集成连接到更广泛的研究工作流程,并支持兼容的 EEG 工作流程,包括 X-trodes。

检测算法

数据一览

Emotiv 系统支持由 EEG 和相关信号衍生的几类实时输出。
传统研究通常缺乏验证产品、体验或活动所需的客观性,尽管有初步开发。
认知和情感指标
意念指令
面部表情和眼动检测

使用 Emotiv 的脑机接口

脑机接口将神经活动模式转换为指令,使人们能够使用脑信号与软件或设备进行交互。

Emotiv 通过 EEG 感测、机器学习、训练好的交互模型,以及通过 Cortex API 和 SDK 提供的开发者访问来实现这一点。这为研究人员和开发者提供了一种实用方式,用于构建能够响应心理指令、认知状态及相关输入的应用,覆盖无障碍工具、交互媒体、实验性界面和应用型 BCI 研究。

可穿戴设备、人工智能与大脑感测的未来

随着非侵入式神经技术变得更可穿戴且不那么碍眼,在日常环境中测量大脑活动的机会持续扩大。

更轻巧、摩擦更小的形态可以拓展神经数据采集的时间和场景。与此同时,AI 的进步正使以更灵活且可扩展的方式对脑信号进行建模成为可能。

总的来说,这些转变指向了一个未来:可穿戴式脑部传感不仅更加易于获取,而且在不同任务、设备和环境之间也更具可解释性。

推动 EEG 基础模型发展

Emotiv 的研究超越了信号采集和实时解读,迈向下一代 EEG 建模。

这包括在自监督学习、EEG 表征学习以及基础模型方法方面的工作,旨在提升神经信号在不同设备和使用场景中的建模、泛化与适配能力。

近期发表的工作包括:EEG2Rep:通过信息丰富的掩码输入增强自监督 EEG 表征(已被 KDD 2024 接收并作报告);SpellerSSL:用于拼写器 BCI 的结合 P300 聚合的自监督学习;以及 EEG-X:面向 EEG 的设备无关且抗噪声基础模型。总体而言,这些工作体现了一个更广泛的趋势,即推动 EEG 表征具备更强的可迁移性,并为真实世界神经数据构建更稳健的模型。

建议的研究链接

通过信息丰富的掩蔽输入增强自监督 EEG 表征

用于拼写器BCI的P300聚合自监督学习

用于EEG的设备无关且抗噪声的基础模型

为研究和应用开发而打造

Emotiv 技术旨在支持受控研究和应用开发,从原始信号采集和事件标记研究到实时检测与软件集成。

这使该平台在神经科学、人机交互、认知表现、应用型BCI、无障碍、产品研究以及新兴的脑感知应用等领域都非常有用。

Emotiv 技术如何运作

Emotiv 的技术将三个互联层整合在一起。

可穿戴、无创的 EEG 系统,旨在实时捕捉脑活动。

可穿戴、无创的 EEG 系统,旨在实时捕捉脑活动。

信号处理、伪迹处理、机器学习和解读层,可帮助将原始 EEG 转化为可用输出。

信号处理、伪迹处理、机器学习和解读层,可帮助将原始 EEG 转化为可用输出。

用于研究、实验和交互式应用的软件、API 和开发环境,使这些输出可供使用。

用于研究、实验和交互式应用的软件、API 和开发环境,使这些输出可供使用。

这些层共同作用,使神经数据在科学和应用场景中都更便于实际使用。