面向脑机接口的拉普拉斯电极研究综述

来源：信号处理杂志 2023年第8期北京时间：

作者：许敏鹏, 张泽旭, 蔡雨, 郑春厚, 陈远方, 肖晓琳, 明东

摘要：脑机接口（Brain-Computer Interface，BCI）是在大脑和计算机之间建立起的一种新型人机交互方式，可应用于军事、医疗、娱乐等方面。因脑电图（Electroencephalogram，EEG）具有较快的时域响应，被广泛应用于脑机接口领域，但由于受到容积导体效应的影响，传导介质会削弱信号特征，在头皮与大脑信号源之间形成空间低通滤波器，导致脑电图空间分辨率较低，难以对大脑活动进行空间定位。而头皮电位经表面拉普拉斯（Surface Laplacian，SL）映射后可增强被测点附近的高空间频率分量，故能提供更多的大脑局部化信息，因此基于同心圆环拉普拉斯电极采集到的脑电信号具有较高的空间分辨率，可改善传统EEG信号空间定位能力差的问题。为厘清现阶段同心圆环拉普拉斯电极在脑电采集领域的应用现状以及发展趋势，本文归纳拉普拉斯电极的设计原理，梳理拉普拉斯电极的技术改进和在脑电采集方面的应用，最后讨论目前存在的问题并对其发展趋势进行展望。

关键词：脑机接口, 同心圆环拉普拉斯电极, 脑电图, 空间分辨率, 脑电采集