近日，由BrainCo(強腦科技)出品的賦思頭環(huán)再獲專業(yè)科研、檢測機構(gòu)認可。根據(jù)中國科學(xué)院與中檢集團南方測試股份有限公司針對賦思頭環(huán)出具的檢驗報告，與醫(yī)療級腦電波測量儀器相比，賦思頭環(huán)具有可靠的信號質(zhì)量和使用簡便、價格低廉等優(yōu)勢。

　　作為首家入選哈佛大學(xué)創(chuàng)新實驗室(Harvard Innovation Lab)的華人團隊，BrainCo(強腦科技)是全球領(lǐng)先的腦科技術(shù)解決方案的供應(yīng)商，在教育、醫(yī)療等領(lǐng)域具有領(lǐng)先優(yōu)勢。賦思頭環(huán)即是強腦科技在教育行業(yè)的最新嘗試：通過采集使用者的腦電波、追蹤專注力數(shù)據(jù)、并對其進行量化。這可以讓老師發(fā)現(xiàn)課堂上學(xué)生不感興趣的內(nèi)容，在課后調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和講課方式。同時，賦思頭環(huán)還可以幫助學(xué)生在課前進行幾分鐘的冥想放松和神經(jīng)反饋訓(xùn)練，來提高他們在課堂上的專注力。

　　腦電波信號是波狀的時間序列信號，其中包含了相位、頻率等豐富的信號。對腦電波的分析，主要有時域(Time Domain)、頻域(Frequency Domain)和事件相關(guān)誘發(fā)電位 ERP(Event-Related Potentials)等幾種方法，能從不同側(cè)面揭示不同大腦認知活動相關(guān)的腦電波信息。

　　傳統(tǒng)的腦電波設(shè)備雖然性能優(yōu)異，但體積龐大，價格昂貴。比如，中檢集團南方測試股份有限公司在監(jiān)測中用來進行對照組實驗的g.SAHARA/g.Nautilus(簡稱g.tec系統(tǒng))。這款設(shè)備由奧地利公司g.tec研發(fā)生產(chǎn)，是干電極腦電波儀器中信噪比最高、性能最好的設(shè)備之一。

　　與之相對的，是賦思頭環(huán)這樣近年來涌現(xiàn)的消費級腦電波設(shè)備。其通過一組探頭(3個電極)在人體頭部的相關(guān)區(qū)域來采集腦電信號，并采用相應(yīng)的算法顯式地將注意力呈現(xiàn)出來。

　　為了檢測賦思可穿戴腦電波頭環(huán)的科學(xué)性、信號精度與質(zhì)量，中國科學(xué)院心理研究所副研究員楊曉紅博士及其實驗室技術(shù)員，和中檢集團南方測試股份有限公司研究員作為第三方代表，使用醫(yī)療級別的可移動無線腦電系統(tǒng)g.SAHARA/g.Nautilus(g.tec公司產(chǎn)品)，采用同一批受試者同時佩戴兩套腦電系統(tǒng)，對賦思頭環(huán)進行了系列平行測試實驗。檢測實驗由以下環(huán)節(jié)組成：睜眼放松(靜息態(tài));閉眼放松(靜息態(tài));4位數(shù)的數(shù)學(xué)加減法3分鐘;專業(yè)性說明文閱讀3分鐘。

　　研究者先是對受訪者在閱讀部分的腦電波進行了分析。經(jīng)中科院團隊測量發(fā)現(xiàn)，賦思頭環(huán)與醫(yī)用級設(shè)備g.SAHARA/G.Nautilus兩套系統(tǒng)所監(jiān)測到的時域信號，全時段平均相關(guān)系數(shù)為0.9197，賦思頭環(huán)與g.tec系統(tǒng)的時域信號相似度為92%(圖3，橫軸代表不同相關(guān)系數(shù)的個數(shù))。而根據(jù)中檢的數(shù)據(jù)，兩臺儀器的時域信號更是高達平均相似度為95.09%。

　　緊接著，研究者又對使用者的顱外腦電波進行了測量，分別是theta(4-7Hz)，alpha(8-13Hz)，beta(14-30Hz)，gamma(30-60Hz)，結(jié)果示例如下圖所示(圖4)。

　　中檢結(jié)果顯示，兩套設(shè)備腦電數(shù)據(jù)四個頻段的能量變化趨勢高度吻合，賦思頭環(huán)與g.tec對比沒有明顯的頻域細節(jié)丟失。得到的全時段平均相關(guān)系數(shù)分別為theta段94.73%，alpha段96.01%，beta段95.16%，gamma段94.39%，平均相似度95.07%。

　　最后進行檢測的是快慢波比例算法。由于賦思頭環(huán)的主要應(yīng)用是基于腦電波的注意力/專注力解析，而快慢波比例算法是認知神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域注意力腦電指標的經(jīng)典算法 (Pope et al, 1995)，常用的有theta-beta比例，beta-alpha比例，以及beta/(theta + alpha)。測試員使用g.tec和賦思頭環(huán)數(shù)據(jù)，也進行了前述三項指標的對比分析，結(jié)果示例如下圖(圖5)。兩組儀器檢測到的信號相似度為95.63%。

　　綜合上述數(shù)據(jù)，中檢集團南方測試股份有限公司為賦思頭環(huán)出具了檢驗報告。報告稱，該產(chǎn)品在時域信號對比、頻域信號對比、快慢波比例算法對比方面均與醫(yī)療級設(shè)備g.tec相似度超過95%，符合委托方聲稱的技術(shù)要求。

　　而據(jù)中科院研究員介紹，經(jīng)過對同一批被試者在同樣的認知任務(wù)下同時、同步記錄的腦電波數(shù)據(jù)進行上述分析，發(fā)現(xiàn)賦思可穿戴腦電波頭環(huán)的信號與醫(yī)療級別的便攜式腦電波設(shè)備g.tec所記錄信號具有高度相似性，相關(guān)度超過91-92%。 然而，其在成本和佩戴上均大幅領(lǐng)先于后者。

　　零售價約為3500元人民幣的賦思頭環(huán)，不僅在價格上遠低于10萬元人民幣售價的g.tec系統(tǒng)，佩戴也采取了水凝膠電極，安全性更高。g.tec系統(tǒng)則采取了齒狀金屬電極，具有一定的侵入風險。

　　就職于中國科學(xué)院心理研究所(任研究助理)的鄭子龍先生，在其個人博客上發(fā)表了這一報告，并表示賦思可穿戴腦電波頭環(huán)信號擁有高可靠性、使用和攜帶的便捷性、深度學(xué)習算法SDK的架構(gòu)以及較低的價格，將賦思頭環(huán)作為檢測前額腦電波變化的工具和應(yīng)用平臺，具有良好的科學(xué)性和發(fā)展前景。

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