Hybrid Edge-Cloud Asymmetric Analytics for Portable Multimodal BCI Biosensors.
便携式生物传感器硬件已能在边缘端持续采集多模态生理信号，但将原始信号转化为部署一致推理的分析层仍是嵌入式系统瓶颈。本研究提出实时认知网格（RCG）的机器学习层，使固定布线生物传感器组件通过非对称边缘-云工作流实现实时生理状态分类。框架采用锁定17维特征模式：5个EMG、6个EEG频谱、2个跨模态、2个HRV、1个EOG和1个EEG质...
A Cloud-Aware Scalable Architecture for Distributed Edge-Enabled BCI Biosensor System.
脑机接口（BCI）生物传感器可连续监测神经活动，但现有系统在可扩展性、延迟和云基础设施可靠集成方面存在挑战。本文提出一种面向多模态BCI生物传感器的云感知实时认知网格架构，并通过完整物理原型进行系统级验证。系统整合BioAmp EXG Pill信号采集模块与RP2040微控制器，采用边缘驻留TinyML实现本地特征提取与推理，并结合...
The Evolution of Do-It-Yourself Brain Hacking: From Fringe to Frontier.
自助式（DIY）脑黑客已从边缘实验演变为一种文化与临床现象，正在重塑个体与大脑的互动方式。从早期自行使用拉考替胺类促智药、家庭经颅直流电刺激（tDCS）和冥想应用，到迷幻药微量使用的常态化，这一运动反映了向大脑自我优化的更广泛转变。最初源于草根实验的做法，如今正影响受监管的医疗干预。例如，消费级认知训练工具和神经反馈设备启发了美国食...
Enhancing motor imagery detection efficacy using multisensory virtual reality priming.
脑机接口（BCI）可通过将脑活动转换为控制信号实现人机通信，运动想象（MI）是常用范式，用户想象左右肢体运动，分类器从脑电（EEG）中检测意图。然而部分用户难以产生可被现有特征和分类器检测的 EEG 模式，因此需要新的控制策略与训练范式。虚拟现实（VR）可提高用户沉浸与参与度，从而改善 BCI 准确率；VR 中的运动预启动也被证明可...
Optic chiasmatic potential by endoscopically implanted skull base microinvasive biosensor: a brain-machine interface approach for anterior visual pathway assessment.
视觉诱发电位（VEP）广泛用于视神经病变检测，但传统经颅骨表面非侵入记录幅度变异大，易受颅内调制和伪迹影响，因此需要一种安全、信号强且稳定的方法评估视神经功能，尤其在神经外科和动物实验中。本研究在山羊中采用经蝶窦内镜微创方式记录视交叉电位（OCP），将钛螺钉植入视交叉下方蝶骨。植入手术在30分钟内完成，术后行为、颅骨CT和眼科检查未...
Leaf-inspired homeostatic cellulose biosensors.
现有非侵入式电生理生物传感器与皮肤稳态不兼容，难以长期稳定测量。受叶片稳态系统启发，作者开发了首个具有保护、感知、自调节和生物安全功能的稳态纤维素生物传感器。研究发现，介孔纤维素膜在生理盐水中溶胀后转变为稳态材料，兼具高离子电导率、优异柔韧性与稳定性、适当粘附力和自修复效应。该传感器通过扩散自调节和自修复门控释放机制，在动态环境、严...
Brain-machine and muscle-machine bio-sensing methods for gesture intent acquisition in upper-limb prosthesis control: a review.
本文综述了用于上肢假肢手势意图获取的多种生物传感方法，重点分析肌电假肢控制任务中高质量生物信号采集的重要性。作者将常用侵入式与非侵入式脑-机、肌-机接口分为侵入式、非侵入式和多模态融合三类，并逐一介绍其工作原理、优势与局限。侵入式方法包括植入式肌电图（iEMG）、皮层脑电图（ECoG）和神经电图（ENG），可直接获取局部肌肉、皮层或...
Neurodynamics of Patients during a Dolphin-Assisted Therapy by Means of a Fractal Intraneural Analysis.
近期传感器技术在儿童残疾治疗中的应用取得积极结果，海豚辅助治疗（DAT）也成为干预和治疗的关注点。本文报道了一种用于控制脑-计算机交互的系统，用于评估不同能力患者接受 DAT 时的脑活动变化。系统采用 NeuroSky 公司 ThinkGear-AM1 系列 EEG 生物传感器 TGAM1，通过隔离的 Bluetooth 4.0 通...
10.1021/acsami.0c02826
谷氨酸是中枢神经系统最主要的兴奋性神经递质，参与神经元通讯、神经发育及多种神经疾病过程，因此脑内细胞外谷氨酸的实时测量对理解神经功能、疾病机制及脑机接口开发具有重要意义。本文报道了一种基于钙钛矿镍酸盐–Nafion异质结构的谷氨酸电化学生物传感器。该传感器以 NdNiO3（NNO）薄膜为工作电极，Nafion 膜作为离子选择性层，谷...
What directions of improvements in electrode designs should we expect in the next 5-10 years?
植入式神经生物电子器件有望成为神经系统疾病的治疗手段。美国 FDA 已批准电刺激用于听力障碍、帕金森病、癫痫等疾病，神经技术也可检测局部神经元活动以恢复功能。然而，现有电极在长期可靠性上的差异限制了其作为治疗或研究工具的效率。过去 5–10 年，神经电极在信号质量、分辨率和寿命方面已有提升，但仍需进一步改进电极设计以推动科学边界和临...
Assistance Robotics and Biosensors.
本特刊聚焦生物传感器领域的突破性进展以及生物医学信号处理的最新研究，重点讨论基于生物电信号的辅助机器人创新方案。文章指出，近年来利用生物电信息增强传统运动障碍辅助手段的发展迅速，其核心在于生物传感器技术的进步以及通过更自然、有效的方式解决可及性限制。控制输出可直接从用户的生物信息中解码，来自皮层或肌肉活动的生物医学信号可用于与外骨骼...
Wireless and wearable EEG system for evaluating driver vigilance.
与驾驶任务中持续注意相关的脑活动近年来受到神经生理学研究关注。已有研究通过脑电图（EEG）变化准确估计驾驶员唤醒、疲劳和警觉水平的变化，并以任务表现变化为证据。然而，使用面向实验室的生物传感器技术监测汽车驾驶员的神经生理活动存在重大测量挑战。本文提出一种基于干EEG传感器的移动无线EEG系统（Mindo），用于实时监测驾驶员警觉状态...
Hydrogel-based photonic sensor for a biopotential wearable recording system.
可穿戴设备用于连续、无创地记录多种生理信号，在环境辅助生活（AAL）和脑机接口（BCI）等应用中尤为重要。其中，脑电图（EEG）采集是核心挑战，传统脑帽需要导电凝胶、金属电极和复杂佩戴步骤，舒适性与集成性不足。本文提出一种基于电活性聚丙烯酰胺（PAAM）水凝胶的光纤光子传感器，用于可穿戴脑帽中的头皮生物电位记录。该传感器利用电场使水...