這是非侵入式腦機介面的最後一個介紹,雖然還有漏掉一些方法啦,但這幾個是比較主流的,但如果有需要的話我之後會再介紹。
MEG的全名是Magnetoencephalography,中文叫做腦磁波圖。
他的功能跟前一篇介紹的EEG有點像,但又不完全一樣,我們就一起來看看吧。
MEG的運作原理
就像前一篇說的一樣,神經傳訊號的時候是利用生物電。EEG就是利用偵測到的電訊號來看腦內神經的活動方式。
物理學有學到,伴隨著電而來的就是磁,MEG就是利用神經傳訊息伴隨而來的磁力來監測腦內的活動。
只是磁力跟電力比起來真的小太多了,所以必須用更精準測量的儀器才偵測得到,而且受試者必須進入一個不被其他電磁波干擾的空間中,想當然爾,很貴哈哈哈。
SQUID
目前主流的方法有兩種一種叫做SQUID(superconducting quantum interference device),中文叫做超導量子干涉儀,原理有點無聊我就直接放維基百科 SQUID
總之就是一個對磁力很敏感的裝置,然後將其泡在液態氦裡面,有很多個就像EEG的電極一樣,再放到頭上就可以偵測到腦內磁力變化,裝置大概長這樣
By Unknown NIMH author – NIMH Image library, http://infocenter.nimh.nih.gov/il/public_il/image_details.cfm?id=80, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=11909237
沒錯,就是這麼大,不像EEG一樣是一個帽子
OPM
再來是OPM(Optically pumped magnetometers),他有點太難了,我看了好久看不太懂,它是利用到量子力學的塞曼效應(Zeeman Effect),然後藉由外來磁場對跟腦內的原子的磁場的反應導致的能量釋放來監測腦內狀況,反正也是跟磁場有關。他大概長這樣
跟原本的SQUID比起來活動度更高。後面一根一根是可以獨立拿出來的,不管是設置或是拿掉都比較方便。
MEG跟EEG正好相反,或是說垂直,正上方的感應裝置對於藍色箭頭的方向特別敏感,黃色箭頭是幾乎沒有。
這可能是一個好處,我們在優點部分講好了。
作法
請受試者進到一個隔絕電磁波的室內,然後戴上裝置,這裡就沒有分乾濕電極了。再請受試者進行指定行為藉此觀察腦內活動。
MEG的優點
位置更精確
相較EEG來說,因為MEG偵測不到正面衝過來的電流,所以我們更能確定偵測到的一定是切線方向的電流,這個資訊對腦訊號解碼有一定程度的幫助。再來就是磁力對距離更敏感,距離一遠,他的訊號強度就會大幅下降,所以可以很精確的知道訊號一定來自腦的表層。綜上所述,這些可能是有人說MEG比EEG更精確的原因。
訊號更反映真實情況
電訊號很容易就被身體組織過濾,所以出來的訊號可能失真,但磁訊號比較不容易發生這樣的狀況
即時性很高
跟EEG一樣,只要有訊號就可以馬上被偵測到,而且訊號也是馬上產生,畢竟他是跟隨著神經的電訊號來的。
不需要參考點
電訊號因為是相對的,所以要選一個好的參考點來比較電壓差,如果選錯了可能導致實驗結果有很大的不同。但磁力就沒有這個問題。
不會把頭髮弄髒
之前提到EEG的濕電極會注入一種凝膠類的東西增加導電度,也就是說用完要去洗頭,不然頭髮就是會粘著那些東西。MEG就不需要那些東西來增加磁力,直接就可以監測。
MEG的缺點
需要在特殊空間使用
跟EEG不同,他必須要在一個沒有電磁波的室內。這完全就是致命傷,精準度不高,還不能隨身帶著。
貴
前面看到液態氦的時候,就應該可以知道很貴了,再加上還要建造一個隔絕電磁波的空間,絕對不會是一筆小數目。
沒特色
這算是我個人的觀點啦,前面說的都各有特色,有的可以隨身攜帶,有的可以很精準,有的可以很即時又沒那麼多限制。MEG則是有很多限制,但好像沒有得到很強大的功能,就像一個要求很多,有王子公主病的人,但實際上沒那麼好。
我的觀點
就像前面說的一樣,當然有他的優點,但有必要犧牲這麼多東西來換取這一點點的優點嗎?目前對他的發展大概只能停留在醫療用的階段,因為要進到大家的生活中,那些所有的缺點都是很致命的,沒有辦法改善的話,使用其他的方法可能比較有機會。
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