智能头环真能判定注重力是不是集中？专家暗示——
脑电波读出轻易，读懂很难
脑电波年夜致分为α波、β波、γ波、δ波和θ波，分歧的电波对应分歧的年夜脑状况。虽然分歧的脑电波年夜致有一个代表的标的目的，但现实环境却复杂很多。事实上，脑电旌旗灯号的破译工作今朝还是一片“蓝海”。
前不久，浙江某小学为学生佩带“智能头环”检测脑电波以判定其注重力是不是集中的事务激发热议。测试脑电波这一在医疗范畴和研究范畴经常使用的手艺手段，因为科幻片子的炫染老是让人感受非常神秘。
那末甚么是脑电波，它可以被探测解读吗？
神经元的勾当构成了脑电波
虽然空想脑部“呲呲”放电会显得怪僻风趣，但脑电波确切存在。之所以难以发觉，是由于它的强度最高只有200微伏。
年夜脑在勾当时，年夜量神经元同步产生的突触后电位经总和后构成了脑电波，突触后电位的素质是带电离子在神经突触的进出。所谓“思惟的火花”，恰是思虑时体内的带电离子穿过神经细胞膜上的通道(如化学门控通道)留下的“噼啪”声，和流事后年夜脑分歧区域的电位差。脑电仪器记实的恰是脑神经细胞的电心理勾当在年夜脑皮层或头皮概况的整体反应。
一般以为，脑电波年夜致分为α波、β波、γ波、δ波和θ波，分歧的电波对应分歧的年夜脑状况。“脑电波一向存在，可是分歧的状况下分歧的波将成为主体，例如合眼的时辰，α波会顿时活跃起来。”复旦年夜学传授黄志力说，而当年夜脑布满θ波时，人的意识勾当较着遭到按捺，没法进行逻辑思惟和推理勾当。此时，年夜脑凭直觉、灵感、想象等领受和传递信息。
科学家还发现，人们在醒觉并专注于某一事时，常可见一种频率较β波更高的γ波，其频率为30—80赫兹，波幅规模不定。有假说以为，γ波或许与成立同一的清楚认知有关，经由过程吸引分歧的神经元电路的同步，加强意识、发生注重力。
用脑机接口、电极、头环都可检测
“脑电波自己就是电旌旗灯号，微伏丈量确切难，可是检测完全没题目，最少尝试室没题目。”北京年夜学工学院特聘研究员雷霆暗示，脑电丈量装备的进步前辈性、贴合的慎密水平、丈量方式、是不是植进等均对是不是可以或许精确丈量脑电波发生影响。
据领会，今朝取得脑电波的体例，有脑机接口、电极贴片、头环或头盔等。
经由过程脑机接口获得脑电波的体例，理论上获得效力最高，辨认率最好，并且可以持久延续利用，但错误谬误是需要脑机接口，风险性较年夜。
电极贴片是一种典型的获得脑电波的体例，在医学范畴和一些科学尝试场景，我们经常可以见到在脑外部贴上密密层层电极的场景。
上海师范年夜学传授李鲁群等在《基于脑电波旌旗灯号的人体委靡水平测试模子阐发》一文中曾具体先容了经由过程电极贴片获得脑电波的体例：经由过程两个干电极，将芯片与测试者头部相连，此中一个干电极贴于测试者的脑门，别的一个夹在测试者的左耳；然后将生物传感器与电脑终端相连，芯片将收集到的脑电波旌旗灯号经由过程蓝牙的体例发送到生物传感器，电脑终端就会显示脑电波旌旗灯号的特点值。
固然这类体例比脑机接口的本钱低良多，不需要植进，平安性较高，另外，其旌旗灯号的辨认率也比力有保障。但错误谬误是这类体例操纵本钱较高，且需要专业人士协助，不克不及随时进行，平常糊口场景中很难普及。
另外，头环或头盔也是获得脑电波的体例之一。头环或头盔的长处在于可以简单佩带，延续利用，可以便利地产物化。其错误谬误是收集旌旗灯号轻易被布景噪音旌旗灯号干扰，辨认的精确性和效力较着不如前二者。
脑电旌旗灯号的破译还是“蓝海”
天马行空、不拘一格、聪明艰深……人的思惟是如斯丰硕多彩，脑电波又有多个种类和万万种组合，那末若何破译这些旌旗灯号？
“分歧的认知可以按照脑电图的转变来判定，可是很是复杂。”中国尺度化研究院研究员张运红暗示，虽然分歧的脑电波年夜致有一个代表的标的目的，但现实环境却复杂很多。
李鲁群等报酬找到司机委靡水平与脑电波旌旗灯号的关系，曾成立了一个模子，经由过程对复杂数据的降噪、重构、建模、拟合等多步处置后，颠末多步计较，随落后行反向验证，获得相对有必然精确率的计较方式，使得α、β、θ波的特点值可以或许计较，从而获得委靡状况的鉴定表达式，来判定委靡与否。
“首要题目是脑电波测得是不是精确，数占有没有价值。”雷霆以为，若是在根本研究阶段没有得出精确的数学模子，则后续的软件设计、利用开辟都是无本之木。
事实上，脑电旌旗灯号的破译工作今朝还是一片“蓝海”。“将α、β、θ波的特点值用于计较，只是此中一部门，还有良多其他方面的影响。”张运红暗示，今朝科学界并没有构成指南之类的共鸣。生物学范畴的生命勾当根本还是未解之谜，将其转化为数学模子的表达是粗线条的反应，即便脑电波捕获精确、后续的软件开辟适合，也没法高度切确地反应思惟的近况。
好比，从西南科技年夜学李雪飞、许朝进《脑电生物反馈对正常小学生注重力的影响》的论文中可以看到，尝试针对注重力分离的8名五年级小学生，采取脑电生物反馈练习系统进行动期两个月的注重力练习，比力后发现，虽然整体结果有所改良，但存在脑电数据与量表成果纷歧致的现象。也就是说，脑电数据显示集中精神，而量表题库显示注重力不足。事实是脑电数据与实际状态接近，仍是主不雅题库更准，今朝仍难判定。
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调控脑电波有看对认知障碍等进行干涉干与
记者领会到美国儿科医学院将脑电波神经反馈练习作为多动症的干涉干与手段之一。我国科学家也正在研发一种穿着式头盔，但愿经由过程监测、调控脑电波，并连系人工智能算法，实现可反馈调控的人脑功能辅助加强手艺。
这类穿着式脑功能调控头盔基于最近几年来呈现的无创式脑刺激调控手艺，其道理是：经由过程柔性电极传感器，辨认脑电波在年夜脑履行分歧使命时的转变，再经由过程电极组合开释微弱的电流脉冲刺激，达到年夜脑的特定区域，改变脑电波的勾当，调控年夜脑神经元细胞的活跃状况。
研究团队负责人先容，这项手艺将来有看利用于特种职员的技术练习和进修记忆能力的快速晋升，高压力情况而至的焦炙严重情感的干涉干与缓和解等。在医疗范畴，这项手艺有看对儿童多动症、抑郁症、老年痴呆、掉语症、帕金森病等功能异常、肢体活动障碍、认知障碍进行干涉干与。
经由过程尝试研究，研究团队解析出了与注重认知、情感调控、焦炙、毒瘾爆发、压力及癫痫等脑功能障碍相干的特定脑区，但愿将来可以或许对这些特定脑区实行有用的干涉干与。但相干负责人也坦言，今朝的数据只是部门人群测试的成果，头盔在年夜范围推向市场前，还需要针对分歧春秋、组此外人群做更多年夜量双盲尝试，堆集足够让人佩服的数据。
本报记者 张佳星