关于α、β、δ、θ、κ型脑电波的意义(含对比表格)
关于α、β、δ、θ、κ型脑电波的意义
发布:2007-7-20 13:20 作者:bity_deng
α波、清醒,安静,闭眼及正常血糖范围情况下出现
β波、在睁眼和大脑皮层处在紧张活动状态时出现(即正常人白天工作时会出现的脑电波) κ波、进入慢波睡眠时出现
δ波、成人入睡后,或成年人困倦时出现
θ波、少年或成年人困倦时出现
正常睡眠分为两个时相：快波睡眠和慢波睡眠，两者可以相互转化。由一个慢波睡眠和一个快波睡眠组成睡眠周期，每个睡眠周期历时约90分钟。人们每晚的睡眠通常经历4~6个睡眠周期。
慢波睡眠
慢波睡眠由浅至深又可分为四期（S1~S4期）。第一、二期称浅睡期，第三、四期称深睡期。深睡期对恢复您的精神和体力具有重要价值。
在整个慢波睡眠中，以副交感神经活动占优势，可引起心率减慢，血压降低，胃肠活动增加，全身肌肉松弛，但没有张力和活力。
快波睡眠
在快波睡眠期，以交感神经活动占优势，可出现心率增快，血压增高，呼吸快而不规则。典型睡眠节律按以下程序进行：觉醒→S1→S2→S3→S4→S3→S2→第一次快波睡眠→S2→S3→S4→S3→S2→第二次快波睡眠……
1、右脑是感性脑：
人脑和动物脑有本质的区别，人类的脑不仅是肢体运动和身体各系统生理活动的控制中枢，更是思维和语言的器官，正是后者使人类脱离了动物界。人脑纵裂分成左、右两个半球，两半球经胼胝体，即连接两半球的横向神经纤维相连，每一半球都有其自己独立的意识思想链和自己的记忆。
美国罗杰斯佩里教授通过割裂脑实验，证实了大脑不对称性的"左右脑分工理论"，并因此荣获1981年度的诺贝尔医学生理奖。按照这一理论，大脑左右半球具有两个相对独立的意识活动区，左脑是理性脑，又称为言语脑，司掌言语、文字、符号、分析、计算、推理、判断、构成、立体认识、推论的思考等，是我们读书、计算、作文时的动作重心，并且直接指挥身体右部的运动机能，如右眼、右耳、右手、右脚等动作，也就是说，左脑遵从自己一贯的原则，通过语言进行有序的条理化思维，即逻辑思维。
与此不同，右脑是感性脑，又称映像脑，司掌音乐、绘画、图形、色彩、映像、感情、非语言的观念、空间认识、立体认识、想象、创造、非理论的感性等，并且直接指挥身体的左部运动机能，如左眼、左耳、左手、左脚等动作，右脑倾向于以感觉形象直接思维，好奇心旺盛并且极富创造力，负责可视的、综合的、几何的、绘画的思考行为，观赏绘画、欣赏音乐、凭直觉观察事物、纵览全局这都是右脑的功能。计算机所取代的人脑的功能全部都是左脑的功能，右脑的独特功能和无限的创造力它一点无法取代，因此右脑能力的强弱成为IT时代竞争制胜的关键。
2．α波究竟是怎么回事
科学家经过大半个世纪的研究发现，人体的肌肉、神经，尤其是大脑都存在着电波，人的脑电波有4大类（α波、β波、θ波和δ波），其中的一大类即α波。我们到医院里去做脑电图时，医生先在你头部联上电极，然后让你先闭上眼睛“尽量不去思考”。眼睛是人体最重要的信息通道，闭上眼睛便可关闭60%~70%的信息来源。医生让你“想个最简单的事物”（例如“意守丹田”之类），此时描记下的脑电波便是α，即阿尔法波（8—14赫兹），在西方则称为“α节律”。
以前，大多数医生对脑电图的α波是熟视无睹的，因为它反映的是正常人常见的脑电图，与诊断疾病关系不大。不过近年来，国外的脑电图学者、心理学家、社会学家对α波已经刮目相看了。这是为什么？
日本的研究人员认为：人脑以α波为主时，大脑的潜意识大门打开，脑思维可以抓住潜意识所储存的各种主观信息，使其上升到有意识中来，产生各种“神机妙算”。
人脑的α波占优势时，就能全神贯注，充分发挥聪明才智，应激能力相对提高，处理事情得心应手，筹划及设想往往能够达到预期效果。若人脑电波处于β波状态，就是雄才伟气也往往出现胆怯怕事，应急能力下降，不能发挥最佳水平。如这时去考试往往出现怯场现象。科学家认为，可以用强化α波的方法使一个人的才智发挥出来。
经过研究计算：一个人每天处于α波的时间大约为3小时左右，这是维持正常生活的“底线”和“本钱”，可定为0级；若小于3小时就会出现紧张、焦虑、失眠等，则连3 个小时也不到，即处于0级以下的不健康状态了。若通过措施来增加α波的时间，增加50%，（即每天4.5小时），则为Ⅰ级，一般懂得心理养生的人都可以做到；若增加一倍（即每天6小时），则为Ⅱ级，心理养生有素者也可达到；还有一些高层次的心理养生的“智者”，每天α波时间在6小时以上，则为Ⅲ级。在这里可以看出，心灵商α指数是指一个人每天处于α波时间多少的定量指标，这是人们的心理养生“心中有数”而走出模糊状态，从而赶上时代的步伐。
根据这一思路，科学家们潜心研究，找到了一些加强α波的方法，您不防也来试一试。
3．脑波原理
人脑每个细胞都包含有一个巨大的电化复合体和功能强大的微数据处理及传递系统，大脑工作时，神经细胞中离子运动的运动产生电流，大脑150亿的神经元（脑细胞）不断释放出微电流。大脑总的电流活动情况可以用脑电分析仪（EEG）测量记录下来，这种大脑电流活动的形态各不相同，有快有慢，由此产生了各种频率的脑电波。
科学界公认的脑电波主要有四种状态，神经科学界根据脑波的频率分成4个主要类别：β波震荡频率范围14HZ-100HZ，脑波在该波段主要频率范围在14-30HZ之间。处于该脑波频率，人脑处于清醒的意识，人的精神处于紧张状态，对周围事物很敏感，注意力集中于外在环境，呈分散状，并且大脑容易疲劳，极大多数人白天都处于这种状态。
说明：在β波为优势脑波时，人清醒时大部份是该脑波状态。随著β波的增加，身体逐渐呈紧张状态，准备随时针对外在环境作反应。大脑能量除了维持本身系统的运作外，尚须指挥对外防御系统做准备，因而消减了体内免疫系统能力。在此状态下人的身心能量耗费较剧，快速疲倦，若没有充分休息，非常容易堆积压力（这是现代人的通病）。然而，适量的β波，对积极的注意力提升，以及认知行为的发展有着关键性的助益。
α波震荡频率范围8HZ-14HZ。脑波处于该频率时人的大脑清醒而放松，注意力呈聚焦状，容易集中精神于某一工作中，不易处于外界其它事物干扰，并且大脑不易疲劳。
说明：在α波为优势脑波时，人的意识清醒，但身体却是放松的，它提供意识与潜意识的桥梁。由于在这种状态下，身心能量耗费最少，相对地脑部所获得的能量较高，运作就会更加快速、顺畅、灵感及直觉敏锐，脑的活动十分活跃。现代科学积极倡导α波是为人们学
习与思考的最佳脑波状态。
θ波震荡频率范围4HZ-8HZ。脑波处于该频率时人的精神处于深度松弛状态，注意力高度集中，灵感涌现，创造力空前高涨。但是，未经过训练者一旦脑电波降到这么低的频率，会很快进入睡眠状态。
说明：θ波为优势脑波时，人的意识中断，身体深沉放松，这是一种高层次的精神状态，也就是我们常听到的「入定态」。在这样的状态下，由于意识中断，使得我们平常清醒时所具有批判性或道德性的过滤机制被埋藏起来，因而大开心灵之门，对于外界的信息呈现高度的受暗示性状态（Hyper-suggestibility），这就是为什么人在被催眠时会容易接收外来的指令。此外，θ波与脑部边缘系统有非常直接的关系，对于触发深层记忆、强化长期记忆（LTP）等帮助极大，所以，在科学界称Theta波为通往记忆与学习的闸门─The Gateway to Learning and Memory。
δ波震荡频率范围0.5HZ-4HZ，人在睡眠过程中出现的大脑慢活动状态，此时人脑波频率一般在1HZ-3HZ之间，该频率只有在深度睡眠时才会出现。只有在睡眠中出现δ脑电波，第二天人才能精神饱满，否则，即使睡上10个小时，人在第二天也是精神倦怠。
学习和工作的“最佳状态”是脑电波处在θ波或α波状态。θ波是一种有高度暗示性的状态，各种加速学习的方法都是促使人脑波处于θ波状态，这可以加速人对知识的记忆。人在α波状态下大脑最易“开窍”，集中精神，思维清晰，创意涌现，加快信息收储，产生过目不忘的效果。人们在接受的大量信息中85%以上是存储于潜意识中，α波是打开潜意识唯一有效途径。同时，想象与联想是记忆的翅膀，而α波让人在放松的沉思中展开想象和联想。通过对脑波的诱导，可以让人处于注意力高度集中、大脑不易疲劳的状态，并且思考力、理解力和记忆力成倍提高，在该状态下学习和工作，效率最高。
4．从制造适合学习的α波开始
今后的学校课程应该重视在上课之前先作想象训练。
人类在通常的意识状态下只使用语言脑——左脑，而想象脑——右脑几乎得不到运用。加州工业大学的乔治﹒博根斯博士这样说：“以前的教育只教育左右脑中的一个半球（左脑），对另一半（右脑）置之不理。这就像不让有可能非常优秀的人去上学一样”。
右脑是天才大脑，其中隐藏着科学仍然无法确知的能力。这一点可以通过PET（Position Emission Tomography ,正电子发射断层成像）装置将大脑活动用颜色显相来证实。PET是用来科学地证明大脑活动的装置。将拥有天才能力的人在使用这种能力时的大脑状态用PET 来显相，可以确定他们是在使用右脑。如果用PET来显示普通人使用大脑时的状态，就会发现他们用的是左脑。
说人类在误用大脑，是因为虽然每个人都拥有可以发挥出天才作用的右脑，却一直让它沉睡，平常只用左脑。想象训练可以让人们从左脑意识向右脑意识转移，改变大脑机能。
人类大脑会根据所给条件来工作：上课时如果大脑处于左脑意识状态，大脑就会发出不适于学习的β脑电波，学习起来就会困难；而如果在上课之前先作想象训练——冥想、呼吸、想象，大脑就会发出α脑电波，右脑进入工作状态，学习也会变得简单轻松。
所以，上课之前先要为大脑创造出适合学习的条件，这是上课有效率的必需条件。
5．人类脑电波形态
国际脑波协会针对脑波的振动频率不同，将脑波分为α波、β波、Θ波、δ波四种波段。
αβγδμθ
α波又分为三种：
慢速α波 8-9赫兹临睡前头脑茫茫然的状态。意识逐渐走向模糊。
中间α波 9-12赫兹灵感、直觉或点子发挥威力的状态，身心轻松而注意力集中。
快速α波 12-14赫兹高度警觉，无暇他顾的状态。
脑电波及其采集方法
数字信号处理论文 题目：脑电波及其采集方法 学院：信息科学与技术学院 专业：电子信息科学与技术 姓名：彭娟 学号：0329 2014年11月4日
脑电波及其采集方法 彭娟 成都理工大学，成都，610059 摘要：脑电图（electroencephalogram, EEG）是通过电极记录下来的脑细胞群的自发性、节律性电活动，它包含了大量的生理与病理信息，是神经系统机能检查方法之一。脑电图反映了大脑组织的电活动及大脑的各种功能状态，其基本特征包括振幅、周期、相位等。工频干扰是脑电信号的主要干扰，传统的50hz工频干扰虽然有一定的作用，但存在耗费高和通用性差等缺点，50hz 陷波器可以解决这个问题。 关键词：脑电波；脑电信号分类；50Hz陷波器 中图分类号： Brain waves and its acquisition method Peng Juan Chengdu university of technology,Chengdu,610059 Abstract: EEG (electroencephalogram, EEG) was recorded by electrode group of spontaneity, rhythmic electrical activity of brain cells, it contains a large number of physiological and pathological information, is one of the nervous system function test method. Electroencephalogram (eeg) to reflect the electrical activity of brain tissue and the functions of brain state, its basic features include amplitude, phase and cycle, etc. Power frequency interference is the main point of brain electric signal interference, traditional 50 hz power frequency interference, although have certain effect, but the high cost and poor generality, 50 hz trap can solve this problem. Key words: Brain waves. Eeg classification; 50 hz trap 脑电波介绍 脑电图（electroencephalogram, EEG）是通过电极记录下来的脑细胞群的自发性、节律性电活动，它包含了大量的生理与病理信息，是神经系统机能检查方法之一。脑电图反映了大脑组织的电活动及大脑的各种功能状态，其基本特征包括振幅、周期、相位等。通过在头皮安放电极，经导线连接到脑电图机进行放大，可以把脑细胞活动产生的电位差所形成的波形描记下来，而成为脑电图。 量子医学观点 量子医学认为，世界万物都是由原子组成，各种生命形态的完成都离不开能量传递和电子的交换，当人体的某个部位出现异常时，其发出的波形和正常组织也有所区别。脑电图机正是利用放大的原理，搜集这些细胞发出的波形，然后进行分析，得出检测结论的。 脑电图分类及各种特征 脑电图的波形很不规则，其频率变化范围每秒约在1～30次之间，通常将此频率变化分为4个波段：①α波：频率8～13Hz，波幅10～100μV。大脑各区均有，但以枕部最明显。α节律是成人和较大儿童清醒闭目时主要的正常脑电活动，小儿的α波及节律随年龄增长而逐渐明显。 ②β波：频率14～30Hz，波幅约5～30/μV以额、颞和中央区较明显。在精神活动，情绪兴奋时增多。约有6%的正常人即使在精神安定和闭目时所记录的脑电图仍以β节律为主，称之为β型脑电图。 ③θ波：频率4～7Hz，波幅20～40μV。
基于Matlab的脑电波信号处理
做脑电波信号处理滴嘿嘿。。Matlab addicted Codes %FEATURE EXTRACTER function [features] = EEGfeaturetrainmod(filename,m) a = 4; b = 7; d = 12; e = 30; signals = 0; for index = 1:9; % read in the first ten EEG data because the files are numbered as ha11test01 rather than ha11test1. s = [filename '0' num2str(index) '.dat']; signal = tread_wfdb(s); if signals == 0; signals = signal; else signals = [signals signal]; end end for index = 10:1:m/2; % read in the rest of the EEG training data s = [filename num2str(index) '.dat']; signal = tread_wfdb(s); if signals == 0;
signals = signal; else signals = [signals signal]; end end %%%%% modification just for varying the training testing ratio ------ for index = 25:1:25+m/2; % read in the rest of the EEG training data s = [filename num2str(index) '.dat']; signal = tread_wfdb(s); if signals == 0; signals = signal; else signals = [signals signal]; end end %%%%%end of modification just for varying the training testing ratio----- for l = 1:m % exrating features (power of each kind of EEG wave forms) [Pxx,f]=pwelch(signals(:,l)-mean(signals(:,l)), [], [], [], 200); % relative power fdelta(l) = sum(Pxx(find(f
影响电阻或电阻率测试的主要因素
影响电阻或电阻率测试的 主要因素 一、环境温湿度 一般材料的电阻值随环境温湿度的升高而减小。相对而言，表面电阻（率）对环境湿度比较敏感，而体电阻（率）则对温度较为敏感。湿度增加，表面泄漏增大，体电导电流也会增加。温度升高，载流子的运动速率加快，介质材料的吸收电流和电导电流会相应增加，据有关资料报道，一般介质在70C时的电阻值仅有20C时的10％。因此，测量材料的电阻时，必须指明试样与环境达到平衡的温湿度。 二、测试电压（电场强度） 介质材料的电阻（率）值一般不能在很宽的电压范围内保持不变，即欧姆定律对此并不适用。常温条件下，在较低的电压范围内，电导电流随外加电压的增加而线性增加，材料的电阻值保持不变。超过一定电压后，由于离子化运动加剧，电导电流的增加远比测试电压增加的快，材料呈现的电阻值迅速降低。由此可见，外加测试电压越高，材料的电阻值越低，以致在不同电压下测试得到的材料电阻值可能有较大的差别。 值得注意的是，导致材料电阻值变化的决定因素是测试时的电场强度，而不是测试电压。对相同的测试电压，若测试电极之间的距离不同，对材料电阻率的测试结果也将不同，正负电极之间的距离越小，测试值也越小。 三、测试时间 用一定的直流电压对被测材料加压时，被测材料上的电流不是瞬时达到稳定值的，而是有一衰减过程。在加压的同时，流过较大的充电电流，接着是比较长时间缓慢减小的吸收电流，最后达到比较平稳的电导电流。被测电阻值越高，达
到平衡的时间则越长。因此，测量时为了正确读取被测电阻值，应在稳定后读取数值或取加压1分钟后的读数值。 另外，高绝缘材料的电阻值还与其带电的历史有关。为准确评价材料的静电性能，在对材料进行电阻（率）测试时，应首先对其进行消电处理，并静置一定的时间，静置时间可取5分钟，然后，再按测量程序测试。一般而言，对一种材料的测试，至少应随机抽取3～5个试样进行测试，以其平均值作为测试结果。 四、测试设备的泄漏 在测试中，线路中绝缘电阻不高的连线，往往会不适当地与被测试样、取样电阻等并联，对测量结果可能带来较大的影响。为此： 为减小测量误差，应采用保护技术，在漏电流大的线路上安装保护导体，以基本消除杂散电流对测试结果的影响； 高电压线由于表面电离，对地有一定泄漏，所以尽量采用高绝缘、大线径的高压导线作为高压输出线并尽量缩短连线，减少尖端，杜绝电晕放电； 采用聚乙烯、聚四氟乙烯等绝缘材料制作测试台和支撑体，以避免由于该类原因导致测试值偏低。 五、外界干扰 高绝缘材料加上直流电压后，通过试样的电流是很微小的，极易受到外界干扰的影响，造成较大的测试误差。热电势、接触电势一般很小，可以忽略；电解电势主要是潮湿试样与不同金属接触产生的，大约只有20mV，况且在静电测试中均要求相对湿度较低，在干燥环境中测试时，可以消除电解电势。因此，外界干扰主要是杂散电流的耦合或静电感应产生的电势。在测试电流小于10-10A或测量电阻超过1011欧姆时；被测试样、测试电极和测试系统均应采取严格的屏蔽措施，消除外界干扰带来的影响。
四种脑波
目录 四种基本脑波 阿尔法脑波的作用 创造力 顶级表现 α波（ALPHA/α wave）是四种基本脑波之一。 [编辑本段] 四种基本脑波 四种基本脑波是：δ波（DELTA/δ wave），θ波（THETA/θ wave），α波（ALPHA/α wave）和β波（BETA/β wave）。这四种脑波构成脑电图（EEG）。脑电图是脑内电波的显示，但脑内电波的电压很小，只有百万分之几伏特。 阿尔法脑波的振荡平均为10次/秒。在脑波中阿尔法脑波是第一个被发现的。1908年奥地利医学家汉斯·伯格博士第一个提出发现，并称之为阿尔法波（ALPHA），因为在希腊字母的排序中ALPHA排在第一个，与英文字母A相同。 近百年来，无数的科学家花费了大量的时间用于研究阿尔法脑波，因此关于阿尔法脑波的基础研究的知识和结论积累丰富。 阿尔法脑波在大脑中有时出现，有时消失，它并不总是存在。例如，在深睡情况下没有阿尔法波；如果一个人在激动状态下，或恐惧，愤怒时，大脑中也没有阿尔法脑波。 德尔塔脑波（DELTA）只在深睡时出现，塞他脑波（THETA）在浅睡时出现，阿尔法脑波在初睡或初醒时出现（即半睡半醒时），此时身体处于放松状态，并有自觉的警觉意识。倍他脑波（BETA）在清醒时出现，伴有需努力能够达到的注意力集中。德尔塔脑波振荡频率0—4赫兹/秒，塞他脑波4—7赫兹/秒，阿尔法脑波8—13赫兹/秒，倍他脑波13—40赫兹/秒。当然还有其他的脑电波的存在，但那是在特殊情况下，如意外的刺激等。以上提到的四种脑电波构成了脑电图的一般排列。 [编辑本段] 阿尔法脑波的作用 每一种脑电波都有其相对应的不同的大脑意识状态。也可以说在不同意识状态下需要不同的脑电波才能最好地完成大脑的工作。如果大脑在某个具体情况下不能出现相应的脑波，我们就有麻烦了。例如，如果在想睡眠时大脑不出现德尔塔波和塞他波，这就是失眠症（INSOMNIA）。相反情况是，在适当的时候出现适当的脑波的人，就是人们所说的天才。 一个有用的比喻，我们可以把大脑的四个脑波看作是汽车的四个档位。德尔塔是一档，塞他是二档，阿尔法是三档，倍他是四档。没有哪一个档位适合所有的行驶状态，也没有哪一个脑波状态适应所有的生活挑战。如果汽车的某个档位不能使用，或
基于脑电波的便携式睡眠质量监测系统
基于脑电波的 便携式睡眠质量监测系统 金旭扬 导师：华东理工大学信息学院万永菁 上海中学信息学科组吴奕明
摘要 睡眠是人体重要的生理活动，睡眠质量近年来受到高度关注；本文从脑电波角度探寻睡眠监测的有效易行方法，从软硬件角度设计了便携式睡眠质量监测系统。研究分析便携式脑电采集设备采集的数据和CAP睡眠脑电数据库，用功率谱分析和BP神经网络探究了睡眠分期的有效算法。实验进行了初步的睡眠分期与质量评估，证明了便携式睡眠质量监测系统的准确性及利用脑电数据进行睡眠分期的有效性。本课题研究，提出了利用单导连脑电信号进行睡眠分期的可行性，为之后研究便携式、市场化的睡眠监测设备以及其他应用提供了重要的实验参考依据。 关键词：脑电；脑机接口；睡眠监测；睡眠分期；BP神经网络 一、引言 1.1 睡眠质量研究背景及意义 睡眠是一种重要的生理现象。从生到死，人类始终是在觉醒和睡眠中度过。人类通过高质量的睡眠，可以消除疲劳，更好地恢复精神和体力，使人在睡眠之后保持良好的觉醒状态，提高工作、学习效率。 人类用于睡眠的时间占人一生中的三分之一。然而迄今我们对这一重要的生理现象的认识还微乎其微，对睡眠进行科学的研究只有短短的几十年历史。1937年，Lomis、Harvey和Hobart注意到，睡眠不是处于一种稳定状态，而是要发生一系列非常有规律的周期性变化。[1] 1986年，Rechtschaffen等人重新肯定了Dement和Kleitman的分期标准，并根据十年来的经验作了一些必要的修改和补充，使之更趋完善。[2] 2007年，美国睡眠医学会基于上述标准进行改进，发布了新的睡眠分期专业标准，其中规定了各个指标具体的采集标准及判定方法。[3] 1.2 脑电信号分析方法综述 随着电子技术的发展，数字处理技术逐步应用到EEG的分析中来。经典的EEG分析方法有：以分析EEG波形的几何性质，如幅度、均值、峭度等为主的时域分析方法和以分析EEG 各频率功率、相干等为主的领域方法。早在70年代初，W.C.Yeo和J.P.Smith[4]就应用Walsh谱分析离线地研究了一个处于睡眠状态的男性的三段脑电图。https://www.wendangku.net/doc/d62100630.html,rsen等[5]应用Walsh顺序的Walsh函数对EEG进行展开，并定义了双值自相关函数，尔后讨论了可以按双值自相关函数来显示各种睡眠EEG的特征。 1982年，美国物理学家Hopfield提出了HNN模型，从而有力地推动了应用神经网络方法解释许多复杂生命过程的进展。自八十年代末以来，人工神经网络的应用已涉及到了脑电分析的各个方面，其中包括自发脑电的睡眠分级及睡眠EEG分析。S.Roberts和L.Tarassenko[6,7]把人工神经网络应用于睡眠EEG的自动分析。他们采用无监督学习网络对大量没有经过人工判别的数据进行自组织分类，少量的经过人工判别的标准样本则用来自组织分类结果做解释和量化，从而在网络中形成了8个聚类区。根据EEG在8个聚类区之间随时间运动的轨迹可以对一夜的睡眠状况有定性的了解。[8] 1.3 脑电监测设备介绍 目前，脑电监测设备大致有二：
电导分析2.
电导分析法（2） 课题导入： 前面学过了电导分析法的基本原理，以及电导和浓度的关系。下面我们继续学习怎样利用电导进行浓度的测量。 三、溶液电导的测量 电导是电阻的倒数，因此测量电导实际上就是测量它的电阻。 电导的测量装置包括电导池和电导仪。 1．电导池 电导池是有两个电导电极构成。电导电极一般由两片平行的铂制成的。 测量电导的铂黑电极，表面积大，电流密度小，极化作用也就小，用于测量电导率高的溶液。在测量低电导率的溶液时，铂黑对电解质有强烈的吸附作用而出现不稳定现象，这时不宜用光亮铂电极。 2．溶液电导的测量方法 电阻分压法，平衡电桥法，不平衡电桥法。平衡电桥法的原理如下：
四、影响溶液电导测量的因素 1．电极极化的影响 所谓极化是指电导池中发生的电解现象。因为溶液电解后，使阳极的电位值增加，阴极的电位值减小，即两极分化，极化由此得名。影响电导测量的极化有浓差极化和化学极化。 若电导池上加一直流电压，电导池中即发生电解作用，电极反应速率要比离子迁移速率快得多，瞬时后，阳极或阴极的表面附近溶液中离子供不应求，导致电极周围的离子浓度比电导池中溶液的离子浓度低得多，形成浓差极化。电流密度越大，浓差极化越严重。浓差极化的存在使电极与溶液的接触面之间没有平衡状态存在，造成误差。 化学极化是由于电解物在电极与溶液之间形成电阻。例如，测量NaCl溶液的电导时，带负电荷的C1移向正极后失去电子变成C12，Cl2附着在电极表面形成一层气泡，使电极与溶液隔绝，相当于电阻增加。 消除浓差极化和化学极化的主要措施是用交流电源供电。因交流电源不断改变外加电压的方向，使每次电流流动所引起的极化，被下次电流流动反方向抵消，所以发生的浓差极化也相应抵消。 此外，也可用加大电极表面积的办法，即在电极表面镀上一层粉末状的铂黑以加大电极表面积，减小电流密度。但测量低电导时，铂黑会吸附大量溶液，使电导不稳定，影响结果的准确性。
神念科技的脑波技术研究 (翻译稿)
NeuroSky(神念科技)的脑波技术研究 作者：KooHyoung Lee 神念科技首席技术官 生物信号的定义 生物信号是从生物体中测量到的信号，也通常被用来特指生物电信号。组织，器官或神经系统等细胞系统间存在电位差而产生电流，产生了生物电信号。 典型的生物电信号有心电，肌电，脑电及眼电信号。皮肤电阻和心律也被认为是生物电信号，尽管它们一般不直接通过电位差测量得出。 脑神经信号的定义 大脑是由脑神经元组成的，因此，脑神经信号是和大脑相关联的生物电信号。脑电图运用安置在头皮上的电极来测量脑神经元放电在头皮上产生的电位差，是用来获取脑电波信号最常见的方法。 脑电波的测量 通常情况下，脑电波是通过安置在头皮上的电压传感器采集的。大脑中有数以百亿计的神经元，每个神经元都可以产生微小的电场。大量相似的微小电信号可以被放置在头皮上的电极检测到。因此，脑电波是许多微小信号的集合。成年人的脑波信号强度范围在1微伏到100微伏之间，用硬膜电极，例如针状电极测量的硬膜下信号大约是10到20 mV. 快速傅里叶变换是用来研究脑波信号组成的常用方法。快速傅里叶变换可以把信号从时间域转换到频域，这样我们就可以观察得到脑波频率的分布。脑波的频率分布会由于精神、情绪状态及电极的位置而变化。单极和双极导联式两种常用的脑电导联方式。单极导联收集一或多个位置的脑电信号，并把它们与一个共同参考电极相比较。参考电极应放在一个不受脑波信号影响的位置。单极导联的优点是参考电极提供给每个电极以相同的基准点，让不同电极的信号能作有效的比较。其缺点是很难找到理想的参考电极放置位置，医学上常用的参考位置是耳垂。另外，单极导联容易受到心电，肌电的干扰。双极导联设置不包括一个共同参考电极。头皮上任何两点脑电信号都可以直接作比较，这一比较的过程中去除了两个信号中相同的部分，只余下不同的部分。因此双极导联的缺点是两点间的一些共同信息会丢失掉。 国际标准10-20电极系统提供了标准脑电图命名和定位方案。最初的10-20系统仅包括19个电极，后来扩展到70个标准电极。一般情况下其中的一个电极作为参考电极，位置通常在耳垂或耳朵的乳突处。
影响绝缘电阻测量结果的因素有哪些
影响绝缘电阻测量结果的因素有哪些 有些绝缘物体（如：塑料、瓷等）在直流电压作用下，其电导电流瞬间即可达到稳定值，但对于发电机、变压器、电动机、电缆等电器设备，它们的绝缘是由复合介质构成，在直流电压作用下，会产生多种极化现象。极化开始时电流很大，随着加压时间的增大，电流值下降，绝缘电阻相应增大，这种现象称为吸收现象。在吸收现象中，衰减最快的电流称为电容电流，随时间缓慢变化的电流称为吸收电流，最后不随时间变化的稳定电流是由介质的电导所决定的称为电导电流。一般设备的容量愈大，这种现象愈明显。由于吸收电流随时间变化，所以在测试绝缘电阻和泄漏电流时要规定时间。当绝缘受潮或脏污后，泄漏电流增加，吸收现象不明显。 影响绝缘电阻测量结果的因素主要有温度、湿度和放电时间。由于温度升高使介质极化加剧，致使电导增加、电阻降低，因而绝缘电阻随温度升高而降低。绝缘因表面吸潮或瓷绝缘表面形成水膜会使绝缘电阻显著降低。此外，当绝缘在相对湿度较大时会吸收较多的水分，使电导增加，绝缘电阻降低。测试绝缘电阻相当于在绝缘上施加了直流高压电荷，因而试品被充电，测试完毕之后应将试品充分放电，且放电时间应大于充电时间，而不致因残余电荷没能放尽，而使在重复测量时所得到的充电电流和吸收电流比前一次测量值小，因而造成吸收比减小，绝缘电阻值增大的现象。 影响绝缘电阻测量结果的因素有哪些？ 1.电池电压不足，电池电压欠压过低，造成电路不能正常工作，所以测出的读数是不准确的。 2.测试线接法不正确，误将L、G、E三端接线接错，或将G、L连线G、E连线接在被测试品两端。 3.G端连线未接被测试品由于受污染潮湿等因素，造成电流泄漏引起的误差，造成测试不准确，此时必须接好G端连线防止泄漏电流引起误差。 4.干扰过大，如果被测试品受环境电磁干扰过大，造成仪表
视频脑电图仪技术参数
视频脑电图仪技术参数 一、设备名称：视频脑电图仪 二、购置数量：1台 三、生产国别：国产一线 四、技术参数要求： 1.功能概述：具有常规脑电图、脑电地形图、视频脑电图仪、睡眠分析等功能； 直方图功能、时域地形图、频域数值分析、数值可保持Excel格式、及FFT 数值、能量值、通道内各频段百分比，提供注册证登记表证明。 2.通道配置：≧18通道配置，标准通道脑电、包含心电、呼吸等双极导联 3.传输方式：可采用无线传输功能。患者与主机之间无线连接，患者做检查记 录时可自由活动，更易放松，对无法配合的病人更方便。 4.阻抗测试：具有头皮阻抗测试功能，可通过观察软件上指示灯的颜色变化， 了解电极是否佩戴合适。 5.附件设计：电极导线为一体式插拔，操作更便捷，快速。 6.★电极脱落检测：具有电极脱落实时监测功能，在患者长程监测过程中可随 时了解脑电电极与患者接触状况，以便随时纠正接触不良的电极，提高监测质量。 7.供电方式：脑电放大盒，采用电池直流供电方式，可外接扩展充电； 8.语言要求：全中文界面 9.数据库管理：病例数据库可分类管理，并可导入、导出病例，可对病例存档、 备份； 10.导联编辑：支持单极、双极、平均、自定义任意导联模式的编辑； 11.事件标记：采集病例时支持睁闭眼、深呼吸、闪光等多种事件诱发试验。 12.定标校准：具有自定标校准功能，校准放大器信号输出。 13.测量：具有快捷测量、局部波形放大测量、比例尺测量等多种测量功能； 14.棘波分析：具备棘波分析功能，可自动识别并标记出癫痫病理波； 15.地形图分析：可对任意病例数据进行地形图分析并显示成三维地形图，可直 观的了解脑区中的异常放电状况。 16.地形图能量图谱：具备将地形图图谱转换成曲线图、百分比图、直方图、数
四种基本脑波及实际运用
四种基本脑波 四种基本脑波是： 3波(DELTA / S wave ) 8波(THETA / 9 wave ) 01波(ALPHA / a wave ) 3波(BETA / B wave ) 这四种脑波构成脑电图(EEG)。脑电图是脑内电波的显示，但脑内电波的 电压很小，只有百万分之几伏特。 a /阿尔法脑波(ALPHA )在大脑中有时出现，有时消失，它并不总是存在。 例如，在深睡情况下没有a波；如果一个人在激动状态下，或恐惧，愤怒时，大脑中也没有a脑波。a脑波在初睡或初醒时出现(即半睡半醒时)，此时身体处于放松状态，并有自觉的警觉意识。 S /德尔塔脑波(DELTA)只在深睡时出现。 9 /西塔脑波THETA )在浅睡时出现。 B /贝塔脑波BETA)在清醒时出现，伴有需努力能够达到的注意力集中。 每一种脑电波都有其相对应的不同的大脑意识状态。也可以说在不同意识状态下需要不同的脑电波才能最好地完成大脑的工作。如果大脑在某个具体情况下不能出现相应的脑波，我们就有麻烦了。例如，如果在想睡眠时大脑不出现德尔塔波和西塔波，这就是失眠症(INSOMNIA )。相反情况是，在适当的时候出现
适当的脑波的人，就是人们所说的天才。 一个有用的比喻，我们可以把大脑的四个脑波看作是汽车的四个档位。德尔 塔是一档，西塔是二档，阿尔法是三档，贝塔是四档。没有哪一个档位适合所有的行驶状态，也没有哪一个脑波状态适应所有的生活挑战。如果汽车的某个档位不能使用，或我们忘记了去使用，这台车就有问题了。例如我们起步用一档，然后直接挂到四档（省掉了二档和三档），汽车的油耗就会大幅增加，修车费也会不菲。大脑也是一样。但我们不幸看到的是，太多人使用大脑时省掉了二档和三档（塞他脑波和阿尔法脑波），如此驾驶大脑的结果是大脑工作效率低下和医疗费的上升。 口波（8 — 13赫兹）是四种基本脑波之一。我们通常所指的潜意识状态，即 指人的脑波处于a波时的状态。a波是连接意识和潜意识的桥梁，是有效进入潜意识的唯一途径，能够促进灵感的产生，加速信息收集，增强记忆力，是促进学习与思考的最佳脑波。当大脑充满a波时，人的意识活动明显受到抑制，无法进行逻辑思维和推理活动。此时，大脑凭直觉、灵感、想象等接收和传递信息。 a脑波的振荡平均为10次/秒。在脑波中a脑波是第一个被发现的。1908 年奥地利医学家汉斯 ？伯格博士第一个提出发现称之为阿尔法波（ALPHA ）， 因为在希腊字母的排序中ALPHA排在第一个，与英文字母A相同。 近百年来，无数的科学家花费了大量的时间用于研究a脑波，因此关于a 脑波的基础研究的知识和结论积累丰富。
基于脑电波的注意力训练研究
交流 Experience Exchange D I G I T C W经验 272DIGITCW2019.04基于脑电波的注意力训练研究 张 政，张 瑞，聂民坤，班 岚 （北京科技大学天津学院，天津 301830） 摘要：注意力不集中将会直接降低学生的学习效率，以致其无法获得理想的学习成绩。以往教学过程中，教师了解学生注意情况仅通过表情、学习姿势等信号。随着穿戴设备的快速发展，人们为了更好的监测脑电信号，开始使用脑电生物反馈技术，并综合使用多种注意力训练方法，使学生集中注意力学习。本文分析了脑电波的特征，针对性的指出了脑电波注意力训练系统的设计方法，以期有效为提高学生的注意力提供更多的参考依据。 关键词：脑电波；注意力；训练 doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2019.04.226 中图分类号：TN911.7；R338 文献标示码：A 文章编码：1672-7274（2019）04-0272-01 1 脑电波的特征 人的大脑由多种神经元组成，这些神经元之间产生的信号便是脑电波，且神经元之间的联系可以促使人类产生思维活动。大脑神经元在接受来自其他神经元信号到一定阈值时，脑电波便会产生。在检测脑电波信号时，人们主要在头皮上放置电极，完成电波信号的采集，之后在利用专业的设备做好脑电波信号的收集与处理工作。大脑产生的生物电信号便属于脑电波，且人体不同的思维活动会产生不同类型的脑电波信号，频率各不相同。同时，不同情绪与心理状态下的人，其脑电波也不相同，并随情绪改变。其中Delta波在人感到困乏时比较活跃，这也是青少年脑波的主要成分；Alpha波在人处于安静思考状态时比较明显，主要反映人不受外界刺激时的脑波状态；Beta波在人情绪激动以及精神亢奋的状态下比较明显；Gamma波反映了人的深层次思考，比如印象以及记忆等。 2 脑电信号采集方法 生理传感器可以采集脑电信号，之后经过降噪等处理后可以得到分析处理的信号。在收集脑电信号方面，当前使用最为广泛的则是系统标准电极放置法，其需要在人脑特定的位置放置电极。单极导联法与双极导联法均属于脑电图机的导联方式，其中单极导联法主要在人的头皮位置放置活动的电极，在耳垂上放置无关电极。双极导联法主要在头皮上放置两个活动的电极，期间不使用无关电极，从而可以采集两个电极信号之间的差值，减少干扰因素的影响。 3 脑电波注意力训练系统的设计 3.1 系统框架 脑电波注意力系统具备较多的信息量，包括信息获取、信息传输以及信息储存等过程，在设计系统时应构建动态变化且可扩展、可伸缩的逻辑架构。感知层、传输层、数据层以及应用层等均属于脑电波注意力系统的组成部分，学生佩戴的脑电传感设备以及体温传感设备等均属于感知层，可以获得有效信息。学校内部的蓝牙以及无线网均属于网络层，可以用于服务器中传输信息。数据库管理系统以及支撑平台等均属于数据层，可以有效储存与处理相关信息，以供用户进行调用与查阅。应用层可以开发多种应用系统，在可视化数据信息的同时为用户展示生理信息的反馈界面。用户登录模块、蓝牙通信模块、脑电注意力数据处理模块以及脑电集中放松度绘制等均属于本系统的主要功能。在进行脑电反馈注意力训练过程中包括两方面的主要信息，一是记录的历史数据，并将其存储于数据库中，在分析数据时无需使用任何连接设备。二是注意力训练系统，包括手机与桌面应用程序。 3.2 开发环境 一是软件环境，本系统利用C语言进行开发，并通过Socket 网络编程将数据存储于相关的数据库服务器中，通过蓝牙设备连接脑电设备与计算机。C语言属于更为简洁的语言程序，可以有效实现应用程序的开发工作，属于可以应用于桌面应用程序中的高级编程语言，且其可以被移植预其他版本的操作平台上，本次系统设计中使用的C语言开发系统具备一定的实用性，且可以使用Net平台的各个代码库。SQLSERVER数据库具备强大的应用功能，具备一定的易用性与保密性，被广泛应用中各行各业中，随着版本的不断更新，其安全与防渗透性能会愈加完善。输入用户指令后，系统会开始正常收集管理相关数据信息，开始相关工作，且其在客户端、数据存储以及数据传输期间提供了可靠保障。 3.3 硬件环境 系统设计主要采用BrainLink设备，其被放置于人脑的头皮上，对人体不存在较大影响。采集信号过程中，人体脑前额应与采集脑电的支臂进行接触，工作人员将参考电极夹于耳垂处，从而有效采集相关的脑电信号。不同于其他采集设备，BrainLink 设备只需要手机APP或者一台电脑便可以完成信号的收集，操作简单，且可以测量多种脑电波数据信息。同时，设备中的ThinkGear芯片可以完成心跳、呼吸以及肌肉等各种噪声的有效过滤，并完成多方的比较研究。Brainlink设备属于可穿戴产品，只需要一个节点便可以通过接口获得外界输出的参数信息与脑波信号，不需要使用额外的导电膏等材料。数据分析时应采用eSense}算法，并将信息的处理结果反馈至使用者，其中Attention eSense代表着测试者的注意力集中程度与做事情的感兴趣程度；Medition eSense代表了测试者的思维放松程度。本次系统设计中主要研究集中度参数，其范围在0至100内，当0至20时，则代表佩戴者注意力不集中，处于心烦的状态；当数值为20至40时，佩戴者的注意力轻度不集中，存在少许分心；当数值在40至60时，佩戴者处于一般集中状态；当数值在60至80时，佩戴者注意力很集中；当数值在80至100时，佩戴者注意力保持高度集中状态。 4 结束语 随着新课改的实行，对学生的综合素质水平提出了更高的要求，以往教育中教师仅通过学生的面部表情估计其学习情况，无法实时了解学生的注意力情况，降低了教学效果。随着教育信息技术的快速发展，穿戴设备也取得了较大进步，可以促进学生高效学习，使其更快适应这个快速发展的社会。本文针对此，对当前的脑电波注意力训练系统进行了深度分析，确保教师可以通过学生的注意力情况采取针对性的训练措施，有效提升其学习成绩。参考文献 [1] 李雪飞，许朝进. 脑电生物反馈对正常小学生注意力的影响[J].软件导刊（教 育技术），2015（04）. [2] 龚志武，吴迪，陈阳键，苏宏，黄淑敏，陈木朝，吴杰锋，焦建利.新媒体 联盟2015地平线报告高等教育版[J].NMC地平线项目，现代远程教育研究，2015（02）. [3] 王慧娟，袁全波，艾菁.一种基于BCI技术的智能设备控制方法[J].北华航 天工业学院学报，2015（01）.
电导测定及应用
实验十 电导测定及应用 一、实验目的 1. 用电导法测定电解质溶液的摩尔电导，计算弱电解质溶液的电离平衡常数。 2. 掌握电导率仪的使用方法。 二、实验原理 电解质溶液是靠正负离子的迁移来传递电流，其导电能力与离子所带电荷,温度及溶液浓度有关，因此通常用摩尔电导来衡量电解质溶液的导电能力。摩尔电导率Λm 是指把含有1mol 的电解质溶液置于相距为单位距离的电导池的两个平行电极之间,这时所具有的电导。Λm 与浓度c 的关系为Λm =k / c 。 在弱电解质溶液中，只有已电离的部分才能承担传递电量的任务。在无限稀释的溶液中可认为弱电解质已全部电离，此时溶液的摩尔电导率为Λm ∞ ，可用离子的极限摩尔电导率相加而得。根据离子独立移动定律 Λm ∞＝Λm ∞，+ ＋Λm ∞，— Λm ∞，+ 与Λm ∞，—分别表示正负离子在无限稀释时的摩尔电导率。而一定浓度下的电解质的摩尔电导率Λm 与无限稀释溶液中的摩尔电导率Λm ∞是有差别的，由两个因素造成的，一是电解质的不完全离解，二是离子间存在着相互作用力，所以Λm U+∞＝U+，U-∞＝U-，即 对于AB Kc,与浓度C 及电离度α有如下关系 在一定温度下，由实验测量不同浓度下的Λm 值，可得到Kc 值。 三、仪器与药品 1. 电导率仪 1台 2. 恒温槽 1台 3. 移液管（10ml ） 5支 4. 带塞（木塞）的试管 5支 5. 0.1000mol/l HAc 溶液 四、实验步骤： 1. 调节恒温槽温度为（25±0.1）℃。
2. 按要求接通电导率仪 3. 用移液管取20ml0.1mol/l的HAc溶液放入清洁干燥的试管中，将电极先用电导水荡洗并用滤纸吸干（滤纸切勿触及铂黑！），然后用待测溶液冲洗后，放入待测液中恒温10min，测量其电导率，重复一次。 4. 再用移液管从该溶液中吸取10ml溶液放入干净的试管中，加入10ml电导水作为下一个浓度的待测液，混合均匀，待温度恒定后，测其电导率。如此操作，共稀释4次。倒去醋酸，洗净电导池最后用电导水淋洗。注入20ml电导水，测其电导率。 实验完毕，将仪器复原，器皿洗净。 五、数据记录与处理 已知298.2K时，无限稀释溶液中离子的无限稀释离子摩尔电导率（数据在手册中查找）计算醋酸的Λm∞ 计算各浓度醋酸的电解度和离解常数K 六、注意事项 1. 本实验配置溶液时，均需用电导水。 2. 测电导水的电导时，铂黑电极要用电导水冲洗干净，使用电极时不可互换。 3. 浓度和温度是影响电导的主要因素，故移液管当清洁。温度对电导有较大影响，所以整个实验必须在同一温度下进行。每次用电导水稀释溶液时，需温度相同。因此可以预先把电导水装入锥形瓶，置于恒温槽中恒温。 七、思考题 1. 本实验为什么要使用铂黑电极？使用铂黑电极应注意些什么？ 2. 实验最后为什么要测定水的电解率？ 3. 铂电极镀铂黑的目的是什么？
纯水电导率分析仪的电导率测量影响因素
纯水电导率分析仪的电导率测量影响因素 超纯水测量设备用户可选测量参数：电导、温度、电阻、电导率、盐度、电阻率和总溶解固体 RRT电阻比率技术（）提供的超纯水测量准确性 新型内置温度传感器的测量管 多点校准使得同一个测量管可以准确涵盖宽范围的样品测量 从超纯水到3S的水体，内置自动量程选择功能 非散失性存储器可储存100组读数和6个电导管资料 线性和非线性温度补偿 三种温度补偿选择：输入线性温度补偿系数、预置非线性温度补偿曲线（两条）、自行设置非线性补偿曲线（六条） 微处理器操控、超大液晶显示、触感式按键、选单驱动式操作软件、双向RS232接口电导率测量主要用来检测水的纯净度，是检测水中离子杂质的一种有效、简便和可靠方法。纯水电导率分析仪分为现场测量、实验室测量、在线测量等几种类型。但并不是每种仪表都适用于超纯水/高纯水电导率测量。 在理论上纯净的水中只有两种离子，他们是水分解产生的H+和OH-。电导率是的0.055μS/cm对应不含任何杂质的水样在25℃下的电导率。 超纯水的电导率由于很小，所以比较难以显示。因此往往用电阻率(MΩ.cm)来表示其纯净度。电阻率为电导率的倒数。 温度对电导率的影响 电导率在很大程度上受水样温度的影响，水样温度越高则离子活性越高，电导率越高。我们通常使用温度系数α来表征电导率受温度的影响状况，不同介质的温度系数不同，超纯水与糖浆的温度系数较高，而低浓度酸碱溶液的温度系数相对较低。 实际上，介质的温度系数α不是常数而是随温度的变化而变化。需要注意，任意温度时的温度系数总是以25℃参考温度为基准，也就是说α(T)并不是电导率—温度曲线在温度T
脑电波和心灵感应揭秘(一)
脑电波与心灵感应揭秘(一) 美军400万英镑开发读心术,让士兵靠头盔了解对方想法,2017年前打造心灵感应兵团据《星期日泰晤士报》4月8日报道，美国政府和军方多年来一直在进行各种秘密实验，试图制造具有超能力的士兵。然而，如果这些“超级战士”在战场上无法顺利地与战友沟通，仍有可能被敌人击败。为解决这一难题，美国国防部狂砸400万英镑，秘密研制一种“读心头盔”，只要士兵戴上这种头盔，他们无需开口说话就可互相“阅读”彼此的脑部活动。据透露，美国国防部计划于2017年前正式组建一支“心灵感应兵团”！ 计划 原理目标 用“意念”互通讯息 据报道，美军研制“读心头盔”的秘闻是由多名内幕人士向《星期日泰晤士报》披露的。众所周知，美国政府和军方多年来一直在进行各种秘密实验，试图制造具有超能力的士兵。然而，即便各种高科技装备能让这些“超级战士”体格强壮如虎添翼，他们依然是单独的个体，而现代战争讲究的是依靠团队协同作战，如果这些“超级战士”在瞬息万变的战场上无法及时顺利地与战友沟通，仍有可能被敌人击败。 内幕人士透露，为了解决这一难题，目前美国国防部五角大楼展开了一项秘密计划该计划试图研制出一种可阅读士兵脑电波的“读心头盔”，只要士兵戴上这种头盔，他们无需开口说话就可互相“阅读”彼此的脑部活动，从而依靠“心灵感应”在战场上与战友互通讯息！如此一来，无论战争多么激烈，这些如同拥有“读心术”一般的士兵们总能在瞬间了解彼此的想法，并将自己的指令用“意念”传递给对方，从而大大地加强反应能力，提高战场生存机会！ 原理 将脑电波转换成代码 据透露，美国国防部目前已经将研制“读心头盔”的秘密任务交给了美国加州大学欧文分校的研究人员，而研究人员将对目前医学界应用于四肢麻痹患者的“脑电波传送技术”进行改良，使之能更好地运用在战场上。按照五角大楼的设想，“读心头盔”是一种内藏电极的钢盔，一旦士兵戴上它，它就会将士兵的脑电波活动记录下来并“翻译”成相应的“作战指令”传送给其他战友，从而让士兵们在战场上即使一言不发，也能提醒战友“有埋伏”或召唤无人驾驶战机。 据透露，加州大学欧文分校的研究人员正在对志愿者进行“读心头盔”试验。在试验过程中，研究人员首先让实验志愿者戴上特制帽子，帽内装有128条裹在凝胶内的电极。接着，研究员会要求志愿者在脑中想着“前方有敌人”“召来直升机”等字句，并记录下他们思考这些“作战命令”时的脑电波活动，然后再转化成相应代码发送到计算机。令人兴奋的是，
基于matlab的脑电信号处理
航空航天大学基于Matlab的脑电信号处理 陆想想 专业领域生物医学工程 课程名称数字信号处理
二О一三年四月
摘要：脑电信号属于非平稳随机信号，且易受到各种噪声干扰。本文基于Matlab仿真系统，主要研究了小波变换在脑电信号处理方面的应用，包括小波变换自动阈值去噪处理、强制去噪处理，以α波为例，提取小波分解得到的各层频率段的信号，并做了一定的分析和评价。关键词：脑电信号；小波变换；去噪重构；频谱分析 0 引言 脑电信号EEG(Electroencephalograph)是人体一种基本生理信号，蕴涵着丰富的生理、心理及病理信息，脑电信号的分析及处理无论是在临床上对一些脑疾病的诊断和治疗，还是在脑认知科学研究领域都是十分重要的。由于脑电信号的非平稳性且极易受到各种噪声干扰，特别是工频干扰。因此消除原始脑电数据中的噪声，更好地获取反映大脑活动和状态的有用信息是进行脑电分析的一个重要前提。本文的研究目的是利用脑电采集仪器获得的脑电信号，利用Fourier变换、小波变换等方法对脑电信号进行分析处理，以提取脑电信号α波的“梭形”节律，并对脑电信号进行功率谱分析和去噪重构。 1 实验原理和方法 1.1实验原理 1.1.1脑电信号 根据频率和振幅的不同，可以将脑电波分为4种基本类型[1]，即δ波、θ波、α波、β波。4种波形的起源和功能也不相同，如图1所示。 图1 脑电图的四种基本波形 α波的频率为8~13Hz，振幅为为20~100μV，它是节律性脑电波中最明显的波，整个皮层均可产生α波。正常成人在清醒、安静、闭目时，波幅呈现有小变大，再由大变小，如此反复进行，形成所谓α节律的“梭形”。每一“梭形”持续时间约为1~2s。当被试者睁眼、警觉、思考问题或接受其他刺激时，α波立即消失而代之以快波，这种现象称之为
人的脑电波知识
μ节律在alpha节律中，8-10Hz，一般用于脑机接口 SMR节律感觉运动节律，13-15Hz。 α指数（α波占全部脑波百分比，安静、闭目时为75%）可以作为情绪表现的指标，情绪稳定而思维广博的人，α指数较高，情绪不稳定而狭隘偏激的人α指数则甚低。α波易受外界刺激干扰，在睁眼时，α波会减弱或消失，
即便是在黑暗的环境中，睁眼也会如此。当人处于“怎么”“什么”“为什么”的惊疑状态时，由于网状结构上行激活作用的增强而导致去同步化，所以α活动也会受到抑制；若外界刺激持续存在，它又可以逐渐恢复。α波的峰与两侧的谷大体上可连成为等腰三角形，若峰顶向左或右移位，破坏了等腰形态，则提示中枢处于疲劳状态。α活动可以反映一个人的某些心理品质，如α节律优势者，易与人合作。 β波不受睁、闭眼的影响。在睁眼视物、情绪紧张、焦虑不安、惊疑恐惧或服用安定等药物时，β波活动急剧增多。β活动也与人的某些心理品质有关。β节律优势的人常表现为：精神紧张、情绪不稳、感情强烈、易于冲动、固执己见、不受约束、善于独立的执行任务；长于抽象思维，喜欢依靠“推理”解决问题，还表现出持久力差，易于疲劳的特点。 频率的个体差异很小，波幅的个体差异较大。 正常脑波与年龄大小有密切关系，年龄越小，快波越少，而慢波越多，且伴有基线不稳；年龄越大，则快波越多，而慢波越少。但是，在50岁以后，慢波又继续回升，且伴有不同程度的基本频率慢波化。脑波更受到意识活动、情绪表现以及思维能力等精神因素的影响。 (1)年龄和个体差异 脑电图作为客观反映大脑机能状态的一个重要方面，和年龄的关系非常密切。如在小儿，脑电图可以观察到随年龄增加的脑波发展变化。年龄阶段不同，脑波可显示明显的差异。另一方面，由于小儿时期脑兴奋抑制机制发育水平的年龄差异，因而对内、外界各种因素影响的反应较成人显著，容易出现明显的脑波异常，而且异常的范围也较广泛，但相应的消失也较成人快。在小儿时期异常脑波的出现也与年龄有关。年龄不同，异常波型也不相同，在癫痫时尤其如此。到成年时，脑波逐渐稳定，中年后随着脑机能的逐渐减退，脑波又产生相应的变化。到老年期由于有脑缺血性损害或有脑萎缩存在，大多数也会出现有意义的脑波异常。关于脑波的个体差异多在1岁后出现，并随年龄的增加而逐渐增加，至成人时脑波差异已相当显著。许多研究结果认为脑电图与遗传及心理特征有一定关系，但出生后各种环境因素对大脑和心理性格的形成也有一定的影响。 (2)意识状态 脑电图能够反映意识觉醒水平的变化，成人若在觉醒状态出现困倦时，脑电图就由α波占优势图形出现振幅降低，并很快转入涟波状态。入睡后脑波变化将进一步明显并与睡眠深度大致平行。在病理状态下，脑电图波形的异常又与病因及程度有关，除大多数表现为广泛性或弥漫性波外，还可见到一些其他的异常波型。临床上常根据这些异常波型来推断意识障碍的病因、程度，还可确定病位。 (3)外界刺激与精神活动 脑波节律一般易受精神活动的影响，如当被试者将注意力集中在某一事物或做心算时，α节律即被抑制，转为低幅β波，而且精神活动越强烈，α波抑制效应就越明显，外界刺激也可引起同样的变化。这就是为什么在做脑电图时周围环境要安静，受检者要放松、不要思考问题的缘故。 (4)体内生理条件的改变 临床上诸如缺血缺氧、高血糖、低血糖、体温变化、月经周期的变化、妊娠期、基础代谢等都直接影响脑组织的生化代谢，所以脑波也相应地出现变化。如脑组织酸中毒时，脑血管扩张，脑血流量增加，将引起脑波振幅降低和出现快波化。 (5)药物影响 在临床上大多数药物对脑机能会产生直接或间接的影响，尤其是那些直接作用于中枢神经系统的药物可引起明显的脑波变化。具体变化与个体差异、药物种类、服药方法、药量等都有很大关系。如口服给药，刚开始和增加药量时会出现脑波变化，有些在停药后的短期内脑波改变仍可持续存在，甚至会出现一种反跳现象而见到脑波增强，这就是临床上治疗癫痫不能突然换药或停药的原因。 影响脑电图的因素有哪些? 影响脑电图的主要因素有年龄、个体差异、意识状态、外界刺激、精神活动、药物影响和脑部疾病等。其中年龄和个体差异与脑生物学特点及遗传心理因素有关。外界刺激与精神活动引起的脑波改变属于脑机能活动的一些生理性变化。药物影响和脑部疾病所产生的脑波变化往往是病理性的，但也可以是一过性和可逆性的。