文献综述（或调研报告）：
基于眼动的脑机接口系统研究
在1999年BCI国际会议上，提出了脑机接口的概念：脑机接口技术是一种不依赖于正常的由外周神经和肌肉组成的输出通路的通讯系统。最初设计的目的是为不能通过说话或肢体动作来表达想法的人提供一种与外界环境进行交流的方式。BCI系统可以简单的分为侵入性、半侵入性和非侵入性。其中侵入性和半侵入性虽然获取的信号分辨率更高，但都需要通过手术来完成设备的植入，可能会形成疤痕组织、引发免疫反应甚至其他疾病。因此，实际应用最为广泛的是非侵入性BCI。非侵入性BCI技术主要包括脑电图（EEG）、眼动追踪（ET）、功能核磁共振成像（fMRI）、脑磁图（MEG）、近红外光谱（NIRS）和功能性经颅多普勒超声检查。考虑到时间分辨率、易用性、便携性和价格等因素，基于脑电和眼动追踪技术的BCI系统成为了主流。
- 基于脑电的脑机接口现状
脑机接口(BCI)是一个基于计算机的系统，可以实时地获取、分析并将脑信号转换成输出命令，其独特之处在于不使用大脑正常的外周神经和肌肉输出通路[1]。本世纪以来，有关脑机接口的研究发展迅速，论文数量大大增加。下面介绍几种常用的脑机接口模式。
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- 基于P300的脑机接口
1965年，Sutton等人最早发现了P300诱发电位[2]。P300是一种重要的瞬时ERP成分，其特征是在特定刺激(视觉、听觉或躯体感觉)后约300毫秒时[3]，脑电图出现内源性正偏转。主要位于中央皮层区域。属于内部响应，不需要通过训练产生。
基于P300的BCI应用系统主要可分为视觉型和听觉型。关于视觉型，Farwell和Donchin等人最早设计了基于P300的BCI拼字系统[4]，在这个系统中，人们可以通过计算机使用P300成分进行通信。电脑屏幕上显示着26个字母，以及其他一些符号和命令，被试将注意力依次集中在他想要表达的字符上，计算机实时在线检测所选字符，当包含所选字符的元素闪烁时，就会诱发P300。通常情况下，与视觉刺激无关的基于P300的BCI系统性能较差，但是，对于视觉系统受到损伤的患者来说，只能选择使用其他的BCI系统。Erwei等人在2016年设计了基于听觉和触觉双重刺激的P300系统[5]，ITR分别比听觉和触觉方法提高了45.43%和51.05%。证明基于几种同步刺激方式结合的P300系统性能有可能超过单一刺激。
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- 基于慢皮层电位的脑机接口
慢皮层电位（SCP）是从头皮EEG信号中分析得到的事件相关电位中频率极低的成分，从300 ms持续到几秒钟的负电位或正电位，可以反应皮层Ⅰ和Ⅱ层的兴奋性。思维活跃时，皮层的兴奋性增强，SCP发生负向变化；思维活动减弱时，皮层的兴奋度降低，SCP发生正向变化。很多实验研究表明，利用慢皮层电位的自调整，被试通过反馈训练学习，可以自主控制SCP幅度产生正向或负向偏移，从而在脱离反馈信号时控制SCP的变化。
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- 基于运动想象的脑机接口
运动想象(MI)可以诱发大脑初级运动区的mu节律和beta节律的事件相关去同步/同步现象，即某些特定频率成分的能量衰减或增强。通过解析不同特征变化所对应的 MI 任务，就了解用户真正的运动意图。此外，基于运动想象的脑机接口是主动式的，不依赖于外部刺激。正因为是主动式的，更能反映用户自主的意图，且对被试的注意力保持要求较低，因而吸引了很多研究者。
Scherer等人在2004年，发明了一种受运动想象调节的异步控制的三级脑-机接口拼写装置[6]。在3名被试操作拼写装置的实验结果中，2名成功，显示了拼写率的提高，即拼写正确的字母数/分钟，达到了sigma = 3.38(平均sigma = 1.99)。Carlson等人在2013年发明了基于运动想象控制的电动轮椅[7]，这种非侵入性脑机接口系统为有严重运动障碍的人的行动提供了新的解决方案。Meng等人在2016年发现一组13名人类被试可以通过结合两个连续的低维度控制，自动调节大脑活动，以控制具有高精度的机械臂执行需要多个自由度的任务[8]。被试能够在短短几次训练中通过调节他们的大脑节律来有效地控制机械臂的伸展，并在几个月内保持对机械臂的控制能力。该项研究显示非侵入性BCI可以有效地控制机械臂完成抓握任务，证明了采用无创BCI技术进行假肢人工操作的可行性。
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- 基于视觉诱发电位的脑机接口
视觉诱发电位（VEP）是大脑枕叶区域对外界的视觉刺激产生的电反应。根据刺激模式的不同，VEP又分为瞬时视觉诱发电位（TVEP）和稳态视觉诱发电位（SSVEP）。在搭建BCI系统时，比较常用的是基于SSVEP信号的接口系统，SSVEP通过激励所产生的诱发电位并利用视觉刺激在特定频率对视网膜进行调制，刺激通常是由形成交替的棋盘图案构成的。
