第1篇諸論
第1章腦—機接口：陽光下的新事物
1.1腦—機接口簡介
1.2腦—機接口術(shù)語
1.2.1腦—機接口術(shù)語的起源和目前的定義
1.2.2與腦—機接口同義或附屬的術(shù)語
1.2.3與腦—機接口相關(guān)的神經(jīng)技術(shù)
1.3腦—機接口6個重要的主題
1.3.1腦—機接口創(chuàng)建了本質(zhì)上不同于自然輸出的新的中樞神經(jīng)系統(tǒng)輸出
1.3.2腦—機接口操作取決于兩個自適應控制器的交互
1.3.3選擇信號類型和大腦區(qū)域
1.3.4識別并避免偽跡
1.3.5腦—機接口輸出命令：目標選擇或過程控制
1.3.6有效性驗證和宣傳：有效的腦一機接口應用
1.4小結(jié)
參考文獻
第2篇用于腦—機接口的腦信號
第2章在運動皮層和相關(guān)腦區(qū)的神經(jīng)元活動
2.1引言
2.2大腦解剖綜述
2.2.1中樞神經(jīng)系統(tǒng)方向的術(shù)語
2.2.2大腦皮層結(jié)構(gòu)
2.2.3大腦新皮質(zhì)的6層結(jié)構(gòu)
2.2.4皮層下區(qū)域
2.2.5皮層傳出神經(jīng)投射
2.3大腦皮層的運動和感覺區(qū)域
2.4大腦皮層區(qū)域和運動控制
2.4.1時間維度：規(guī)劃與控制
2.4.2編碼維度：抽象與具體的編碼
2.4.3復雜性維度：復雜與簡單的運動
2.4.4源維度：外部與內(nèi)部運動引發(fā)
2.4.5有視覺引導的抵達—抓握行為
2.4.6運動控制的軀體感覺反饋
2.5皮質(zhì)下腦區(qū)
2.5.1丘腦
2.5.2腦干
2.5.3基底神經(jīng)節(jié)
2.6小腦
2.6.1位置、組織和連接
2.6.2小腦功能
2.7動作電位（尖峰脈沖峰值）中的信息
2.7.1放電率—編碼假設(shè)
2.7.2時間—編碼假說
2.8尖峰脈沖峰值記錄和處理
2.8.1微電極
2.8.2降噪和電極信號調(diào)理
2.8.3動作／峰值電位分類
2.9小結(jié)
參考文獻
第3章腦產(chǎn)生的電磁場
3.1引言
3.2電路中的電流和電位
3.2.1電路中的歐姆定理
3.2.2電流源與電壓源之間的等效
3.2.3電路中的阻抗
3.2.4電路中的線性疊加
3.3組織容積導電的電流和電位
3.3.1容積導電的歐姆定理
3.3.2頭部電流分布
3.3.3容積導電的頭模型
3.4顱骨內(nèi)電位記錄
3.4.1不同尺度下的電位
3.4.2單極電流源
3.4.3偶極電流源
3.4.4動作電位源
3.4.5局部場電勢
3.4.6皮層腦電位
3.4.7顱骨內(nèi)記錄
3.4.8空間分辨率比較
3.5多尺度下的腦源
3.5.1在大腦皮層腦回產(chǎn)生腦電
3.5.2皮質(zhì)源的多尺度
3.5.3細觀源強度為單位容積偶極矩
3.6頭皮記錄的電位
3.6.1所有頭皮記錄是雙極性
3.6.2參考電極
3.7腦電的正向和逆向問題
3.7.1正向問題
3.7.2逆向問題
3.8定量和高分辨率的腦電
3.8.1腦電的數(shù)學變換
3.8.2傅里葉變換
3.8.3腦電相位同步和相干
3.8.4瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)誘發(fā)電位
3.8.5高分辨率腦電
3，9大腦磁場
3.10容積傳導和源動力學
3.11小結(jié)
參考文獻
第4章反映腦代謝活動的信號
4.1引言
4.2功能神經(jīng)成像學概述
4.2.1分辨率
4.2.2血流成像技術(shù)
4.2.3大腦活動的血流響應
4.3四種主要的代謝神經(jīng)成像方法
4.3.1功能經(jīng)顱多普勒
4.3.2正電子發(fā)射斷層掃描
4.3.3功能近紅外光譜技術(shù)
4.3.4功能磁共振成像
4.4代謝神經(jīng)成像的任務(wù)設(shè)計
4.5功能近紅外光譜和功能磁共振成像應用于腦一機接口
4.5.1基于功能近紅外光譜的腦一機接口
4.5.2基于功能磁共振成像的腦一機接口
4.6未來發(fā)展前景
4.7小結(jié)
參考文獻
第3篇腦—機接口的設(shè)計，實施和操作
第5章從大腦內(nèi)采集腦信號
5.1引言
5.2用于腦—機接口的植入微電極概述
5.2.1微電極陣列的一般特性
5.2.2微絲陣列
5.2.3親神經(jīng)（錐形）電極
5.2.4基于MEMS的微電極
5.3長期植入微電極神經(jīng)記錄的基本概念
5.3.1微電極如何記錄信號
5.3.2長期神經(jīng)記錄中神經(jīng)信號保真度的影響因素
5.3.3在長期記錄中引入噪聲的因素
5.4皮層內(nèi)微電極陣列長期記錄的性能
5.4.1信號質(zhì)量
5.4.2陣列增益
5.4.3信號穩(wěn)定性
5.4.4記錄壽命
5.4.5整體性能
5.5腦組織對皮質(zhì)內(nèi)微電極陣列的響應
5.5.1植入式微電極陣列周圍的微觀環(huán)境
5.5.2與微電極植入相關(guān)的局部組織損傷
5.5.3慢性腦組織反應
5.5.4組織響應隨時間變化的評估
5.5.5組織反應對微電極性能的評估
5.5.6其他重要問題
5.5.7解決因組織反應而引起信號質(zhì)量退化的方法
5.6開發(fā)下一代皮層內(nèi)腦—機接口的策略
5.7未來展望
5.8小結(jié)
參考文獻
第6章從大腦外采集腦信號
6.1引言
6.2腦電記錄
6.2.1腦電電極
6.2.2腦電記錄的雙極性
6.2.3腦電電極布局
6.2.4采樣頻率
6.2.5避免、識別和消除非腦信號（偽跡）
6.3腦磁記錄
6.4腦電與腦磁在靈敏度和空間分辨率方面的比較
6.5腦電參考電極選擇
6.5.1參考電極位置選擇
6.5.2參考電極測試
6.5.3間隔緊密的電極
6.5.4耳垂相連參考和乳突相連參考
6.5.5共同平均參考
6.5.6基于模型的參考
6.5.7平均參考和參考電極標準化技術(shù)比較
6.5.8參考電極策略小結(jié)
6.6腦電的空間采樣
6.7高分辨率腦電方法——表面拉普拉斯法
6.8小結(jié)
參考文獻
第7章腦—機接口信號處理：特征提取
7.1引言
7.2信號處理原理
7.2.1模／數(shù)轉(zhuǎn)換
7.2.2傅里葉分析
7.2.3數(shù)字濾波
7.3特征提取的三個步驟
7.3.1信號調(diào)理
7.3.2提取特征
7.3.3特征調(diào)理
7.4從尖峰序列提取特征
7.4.1尖峰序列的結(jié)構(gòu)
7.4.2從尖峰時間提取特征
7.5小結(jié)
參考文獻
第8章腦—機接口信號處理：特征轉(zhuǎn)換
8.1引言
8.2選擇模型
8.2.1一般原則
8.2.2常用模型
8.3為模型選擇特征
8.4參數(shù)化模型
8.5評估轉(zhuǎn)換算法
8.5.1測量性能
8.5.2黃金標準：在線評估
8.5.3腦—機接口研究的重要部分：離線評估
8.5.4評估轉(zhuǎn)換算法的特定方面
8.5.5數(shù)據(jù)競賽
8.6小結(jié)
參考文獻
第9章腦—機接口的硬件和軟件
9.1引言
9.2硬件
9.2.1傳感器
9.2.2放大器
9.2.3模／數(shù)轉(zhuǎn)換
9.2.4偽跡
9.2.5硬件接口
9.2.6客戶機硬件
9.2.7未來方向
9.3軟件
9.3.1腦—機接口實現(xiàn)的組件
9.3.2研發(fā)腦—機接口軟件的設(shè)計原則
9.3.3通用腦—機接口研究軟件概述
9.4評估腦—機接口硬件和軟件
9.4.1典型腦—機接口系統(tǒng)的時序特性
9.4.2代表性結(jié)果
9.5小結(jié)
參考文獻
第10章腦—機接口操作協(xié)議
10.1引言
10.2腦—機接口操作協(xié)議的關(guān)鍵要素
10.2.1腦—機接口操作的啟動
10.2.2參數(shù)化的特征提取和轉(zhuǎn)換過程
10.2.3腦—機接口的應用協(xié)議
10.2.4處理轉(zhuǎn)換誤差
10.3用戶訓練和系統(tǒng)測試操作協(xié)議
10.4小結(jié)
參考文獻
第11章腦—機接口應用
11.1引言
11.2腦—機接口應用于輔助技術(shù)及其潛在的用戶
11.2.1腦—機接口用于輔助技術(shù)
11.2.2腦—機接口操作輔助技術(shù)的潛在用戶
11.2.3面向用戶方法的重要性
11.2.4無意激活的代價
11.3控制方案：腦—機接口與應用相匹配
11.3.1腦—機接口的命令到應用：目標選擇和過程控制
11.3.2腦—機接口的指令轉(zhuǎn)換為應用的動作：直接與間接
11.3.3應用操作：離散／連續(xù)
11.4腦—機接口在輔助技術(shù)中當前和潛在的應用
11.4.1用戶角度：腦—機接口應用能夠提供的功能
11.4.2技術(shù)開發(fā)者角度：腦—機接口能夠控制的輔助技術(shù)應用類型
11.5為腦—機接口控制選擇輔助技術(shù)應用
11.5.1輔助技術(shù)專業(yè)人員的參與
11.5.2目標用戶的參與
11.6腦—機接口 輔助技術(shù)系統(tǒng)與獨立的腦—機接口／輔助技術(shù)系統(tǒng)
11.6.1腦—機接口十輔助技術(shù)系統(tǒng)
11.6.2獨立的腦—機接口／輔助技術(shù)系統(tǒng)
11.7*優(yōu)化腦一機接口控制的輔助技術(shù)性能
11.8小結(jié)
參考文獻
……
第4篇現(xiàn)有的腦—機接口
第5篇使用腦—機接口
第6篇結(jié)論