本文禁止轉載！！！！

今天，我們要學習三個詞：EEG,ECoG，以及LFP

這三個縮寫詞，跟我們要討論的侵入式腦機接口與非侵入腦機接口有關。

什么是侵入式腦機接口？

就是把你大腦扒拉開，然后對你腦子做點操作，這個就是侵入式。

顧名思義：凡是，對人的大腦做手術的，無論是大手術，還是輕微的微創手術，這個就是侵入式的。因為“侵犯”你的大腦了。

那什么是非侵入式腦機接口？

很簡單，與侵入式對應，非侵入式就是不需要做手術。

上面這張圖，是人的大腦的橫切面圖。上面標明了數字1、2、3

其中數字1 所在的位置就是對應的EEG ，是非侵入式的。數字2和3 所在的位置，就是對應的侵入式的，數字2代表的是ECoG,數字3代表的是LFP。

從上圖來看，最上面，是人的頭皮。這個人的頭皮，我們用手可以摸到。這個頭皮上長了我們的頭發（當然也有人剃光頭。。。。）

如果用手術刀，把你的頭皮給割開，還沒有一下子看到你的頭骨（就是骷髏頭那個骨頭）。你會看到有一點點軟組織覆蓋在頭骨上面。

再切開這個軟組織，你就會看到頭骨。

人類的頭骨很結實，緊密程度非常好。一般情況下，很難用工具把這個頭骨完整的打開。

所以如果你有機會去醫院的腦科，看看做的腦科手術，那里面的醫生都會準備鋸子，鐵鏟，鋼釘。。。。。。這些玩意。不知道的還以為這些醫生是做木工的。

做腦科手術很簡單粗暴，用電鋸，把頭蓋骨鋸下來，或者用個小錘子把頭蓋骨敲個洞，然后做手術，昨晚手術之后，再用鋼釘把頭蓋度釘起來。

因為我不是專業的醫生，所以有些專業的器材描述，可能不是那么專業，從外行的角度，就這么叫這些工具了。

由于真實的腦子打鋼釘，比較血腥，一些人看了之后會有心理不適感，因此，給大家附了上圖一個3D效果圖。

如果要完整的看腦科手術如何取出腫瘤的，請參看這個視頻：

3D動畫展示，帶你了解開顱手術的全過程，大腦里原來是這樣的,科學,科普,好看視頻

?把頭骨打開之后，會看到有個硬腦膜。

硬腦膜很薄，下面你就可以看到大腦皮層了。

什么叫大腦皮層？

就是這玩意。就是大腦皮層。

既然有大腦皮層，那是不是有“大腦內層”？?

那當然是有了

上圖中最大的一塊粉紅色的東西，就是大腦皮層。大腦皮層包裹了一些東西，這些東西在大腦內部，里面包含了垂體、丘腦等等。這些東西有一些用處，后面會介紹。

總之，大腦皮層發育的越好，一般這個動物群體就越聰明。

有些動物就只有大腦里面的東西（俗稱爬行腦，所謂的爬行腦，就是所有爬行動物都具有的大腦組成部分），有些動物大腦外面的東西（大腦皮層）就沒發育好，沒發育的像人類那么完善，因此，沒有人類聰明。

上面那個大腦你看起來五顏六色的，其實，大腦是白色的。

像豆腐花一樣。

之前看吳京演的一個特種兵電視劇，里面的教官有天突然請大家吃豆腐腦，所有人都樂乎的吃起來，吳京不肯吃。后來教官帶他們去槍斃現場，現場觀看槍斃死刑犯。那些吃了豆腐腦的人，現場都吐了。

其實大腦里面都是脂肪。很厚很厚的脂肪。而且大腦是沒有痛覺神經的。

所以，你可以看到一邊做腦科手術，一邊彈吉他：

新聞鏈接：音樂老師患上“音樂家手”，邊彈吉他邊進行開顱手術

?因為感覺不到疼痛感，所以可以一邊做手術一邊彈吉他。

介紹完以上的，就可以介紹三個專有名詞了：EEG,ECoG，以及LFP

再繼續看本文第一張圖：

圖中數字1、2、3其實就是電極。

什么是電極？就是小鐵片。鐵片是可以導電的。小鐵片就可以采集到電信號，并且導電，把電信號傳輸出去供人分析，畫出腦電圖。

事實上，實際采集的腦電的時候，不可能僅僅是采用一個小鐵片作為電極。有其他復雜材料做成導電的東西作為電極。

如果這個電極，貼在人的頭皮，像圖中1所示，那么這個采集到的腦電信號，就叫做EEG.

如果扒拉開你的頭蓋骨，看到你白花花的像豆腐花一樣的腦子的時候，在你的白花花的像腸子一樣腦子表皮放個像芯片一樣的電極，那么這時候采集到的腦電，就叫做ECoG.

如果扒拉開你的頭蓋骨，看到白花花的腦子后，還覺得不過癮，采用像圖中3 一樣的小針一樣的電極，實實在在插進去，插到你白花花的豆腐花里面（是不是感覺到腦子一緊！！！！），這時候，采集到的腦電，就叫做LFP。

很明顯，第一種EEG，不需要做手術開顱，是非侵入式的。

第二種ECoG和第三種LFP，是需要做手術的，是侵入式的。

很明顯，1、2、3種，普通人是越來越不能接受。

講到第二種的時候嘛，普通人還稍微能接受，因為我們經常看到一些電影，特工就會在皮膚表面安插一個芯片，用于竊聽，定位啥的。

講到第三種的時候，普通人是完全不能接受的。用個頭發絲那么細小的像針一樣的東西，插入到腦子里。菊花都一緊是吧。你都會莫名的感覺到疼痛（實際上，你感覺不到疼，因為剛才說了，大腦里面是脂肪，沒有痛覺神經）。

EEG ,英文單詞electroencephalograpm.取的是這個英文單詞的三個字母。

electro是代表電，電子相關的

encephalon是代表腦

grapm是代表圖

所以EEG就是腦電圖。

ECoG,英文單詞是：electrocortico graphy cortico代表是皮質的。 所以ECoG是皮層腦電信號。（正好對應的是電極貼在大腦的表面皮層） LFP，英文單詞是local field potentials。翻譯過來就是局部場電位。 為什么上圖中LFP前面還會有個英文單詞spikes（尖峰，或者叫尖峰電位）？ 首先解釋一下spikes 尖峰電位。 大腦的神經元會進行放電。我們知道，家里普通的電燈開關在開關的時候，還會產生電火花（這個所謂的電火花，就是尖峰，瞬間電壓很大）。 那腦電的神經元在放電的過程中，也會產生一個尖峰。如果用一個小針一樣的電極插入到人的腦子里面，就會采集到這個尖峰電壓（spikes）. 其次，解釋一下LFP局部場電位。這個詞需要分解為三個來解釋。 第一，局部。圖中那一排排針，插入到人的腦子里面，圖中看起來很大，實際沒多大，就那么一小塊。也就是說，這個一排針一樣的電極，就采集到人的大腦那么一小塊區域的腦電信號，別的大腦的腦電信號它也采集不到。所以叫局部。通俗的解釋就是，大腦是個球，面積是100平方厘米的話，它采集到的區域可能才有1平方厘米。 第二，場。場這詞語，來源于物理。有電場，有磁場。甚至還有所謂的氣場。 物理學中，對場的定義是：指某種空間區域，其中具有一定性質的物體能對與之不相接觸的類似物體施加一種力。 也就是說，這個針，插入到人的腦子里面，插入到神經元之間了（神經元是細胞，很小很小的），這個針，畢竟還是人的肉眼可見的。然后這個神經元放電，放的電，就會被這個針捕獲到（有點類似于避雷針一樣）。那么這個電場，其實就是對這個針做了一些動作，施加了一些力。（我們都知道，電磁是不分家的，電磁是可以互相轉換的，電場和磁場都會對里面的東西施加力的作用）當然了，這個力很小，小到怎么測量，都是一個問題。 所以，這就是LFP里面的場。 第三個，就是電位。上面說了，神經元放電，會產生電壓。 綜上所述，為什么LFP 會寫成Spikes & LFPs ? 就是因為電極插入到人腦子里面，可以采集到神經元尖峰放電，可以在神經元尖峰放電這個場中采集到電信號。而且采集到的電信號，只局限在一個小區域里，所以叫做局部場電位。 所以，后面如果你在讀書的時候，或者在聽別的學者專家做報告的時候，聽到EEG，ECoG，和LFP的，你就知道，這三個玩意講的是啥。 最后，以一張國內做侵入式腦機接口的圖片作為結束。看到這個大爺的頭頂上的東西了嗎？這個就是上文說的小針（專業術語叫做猶他針），實實在在的插入到大爺的腦子里了。是不是感覺到很惡心？是不是感覺到身體很不適？： 惡心和不適是正常的。學醫的人接觸到的惡習的事比你多了去了，你僅僅看的是圖片，人家看的是實實在在的實物。 人總要學會接受不適應的東西的。

?

?

總結

以上是生活随笔為你收集整理的脑机接口科普0008——侵入式与非侵入式的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。