EEG signals (腦波訊號)

    上個世紀科學家解開了基因之謎，這個世紀科學家將致力於解開大腦的秘密。因為即使掌握了23對染色體，我們可以複製人類的形體，但腦的「內容」仍然無法複製。

    目前腦科學的主要研究範圍：

• 大腦的結構 (structure)
• 大腦的功能 (function)

    而其中的關鍵在腦波的產生與傳導。但腦波是非常能觀察的，因為所有觀測的訊號僅 10^(-6)V，但一般儀器所產生的雜訊卻為10^(-3)V 遠高於腦波。

    而這樣微弱的訊號，是否可以成為控制物體的指令來源？ 在早期的研究顯示，老鼠用「想」的所產生的腦波，和實際控制按下去時一樣。也因此引發用腦波操控周遭設施的研究的議題。例如看電視切換頻道時，我們是否能直接利用腦波來操控呢？

    以目前腦波偵測技術可分成侵入式、部份侵入式和非侵入式三種。侵入式方法將電極(極細微的刺針)植入到大腦的灰質，可以獲取高品質的腦神經訊號，但缺點是容易引發免疫反應或愈傷組織（結疤）活動，導致訊號品質日漸衰退甚至消失。 部份侵入式方法則將電極植入顱腔內，但在灰質外面，所能偵測到的訊號較侵入式差，但優於非侵入式，而且也不會引發免疫反應和愈傷組織活動。

    但以上兩種目前還僅是用在少量的醫學實驗 (小編：因為想起來也會痛吧，而且因為有侵入人體的行為，在人體實驗上管制的較嚴格)。非侵入式方法則在頭上塗上可加強腦波訊號接收的導電膠後(小編：目前也有不需塗膠的技術)，接上電極片直接偵測腦波訊號。雖然所能得到的訊號品質有限，但不用動手術，比較適合一般的應用。因此成為現今商品化研究的重點。

    而這種用非侵入式方法，以腦電圖為基礎的腦波偵測技術，常見的研究領域又分為感覺(想像)動作所產生的腦波（Sensorimotor Rhythms, SMRs）、因為視覺受到刺激所產生的腦波（Visual Evoked Potentials, VEPs）和人在不同情緒狀態所產生不同的腦波模式。其中「想像」動作比較慢，目前約7~8秒後才能判斷出『運動區』的腦波；而運用視覺時產生的腦波較快且清晰，因為當看不同的東西會產生不同電波。不過，這兩種的受試者都必須經過練習，不需訓練且能主動產生的只有第三類的情緒腦波。

    目前利用這樣的科技商品的案例很多，如引起討論話題的萌玩具Necomimi（貓耳朵），就是由日本Neurowear所開發出(採用NeuroSky腦機介面晶片組)，帶在頭上的貓耳朵會隨著佩戴者的情緒而產生變化，放鬆時耳朵下垂，緊張或專注時耳朵豎起等。

    然而這些應用雖有趣，卻不是生活上必需的，但可以想像得出潛力無窮。隨著各國大量投入研究下，在不久的將來會能全面解開大腦運作祕密。而使用念力操控電器將成為每個人的基本能力，而非科幻電影裡的特異功能了，至於用手"滑"手機也將成為過去式。

摘錄於民國100年5月30日，台科資工 學術演講