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一位战斗机飞行员在完成漫长的任务后返回基地，感到精疲力尽。控制面板上的警告灯闪烁。她注意到了吗？如果注意到了，她是否足够专注来解决问题？
得益于当前脑电图 (EEG) 脑电波检测技术的进步，军事指挥官可能不必再猜测这些问题的答案。他们可能很快就能通过头盔传感器监测她的精神状态，寻找她是否专注于飞行并对警告灯做出反应的迹象。
加州大学圣地亚哥分校斯沃茨计算神经科学中心 (SCCN) 主任 Scott Makeig 说，这成为可能归功于脑电图技术的两项关键进步：无线化和移动化。脑电图过去需要用户静止不动地坐着，身上压着沉重的电线。运动会干扰信号，即使是眉毛的抽动也可能扰乱脑电波。
现代技术减轻了负重，并将传感器和收集数据的计算机无线连接起来。此外，Makeig 和其他人 开发了更好的算法——特别是独立成分分析 (independent component analysis)。通过读取来自多个电极的信号，他们可以推断出特定脉冲起源于颅骨内的哪个位置。这类似于在拥挤的房间里倾听单个说话者的声音。通过这样做，他们还能够滤除运动——不仅仅是眉毛的抽动，还有行走、说话或驾驶飞机所需的肌肉屈伸。
脑电图最广为人知的一面可能是两款《星球大战》启发的玩具，美泰的意念力 (Mindflex) 和 米尔顿叔叔的原力训练器 (Force Trainer)。它们于 2009 年推出，让想成为绝地武士的人在佩戴脑电图头戴设备时练习意念力。但是，这些玩具只是“冰山一角”，Makeig 说，他的工作包括精神集中监测。“你是否按下了红色按钮，然后对自己说‘哎呀！’？在许多情况下——包括军事领域——系统意识到这一点将非常有用。”
这种“精神状态指示器”只是 Makeig 在 SCCN 运行的众多项目之一，SCCN 是加州大学圣地亚哥分校神经计算研究所 (INC) 的一部分。他还将移动脑电图与动作捕捉技术相结合，让志愿者穿上脑电图帽和 LED 点缀的氨纶套装，以便他可以用改装的地下室教室里的摄像头跟踪他们的动作。像 Makeig 这样的研究人员首次可以检查导致运动的想法，包括健康人和患有自闭症等疾病的参与者。Makeig 将该系统称为移动脑/身体成像 (Mobile Brain/Body Imaging)，或 MoBI。他说，它使他能够以“与思维本身的速度”研究动作。
脑电图并不直接读取思想。相反，它拾取神经产生的电场，神经通过电进行通信。《星球大战》游戏到 Makeig 的 MoBI 中使用的 256 个脑电图传感器，就像麦克风一样，聆听那些微伏级的神经信号，圣何塞 NeuroSky 脑机接口技术公司 (Brain–Computer Interface Technology) 的传播主管 Tansy Brook 说，该公司是《星球大战》玩具和 许多其他研究、教育和娱乐产品 中芯片的制造商。
在一个项目中，Makeig 正在与神经科学家 Marissa Westerfield 和 Jeanne Townsend* 合作，他们是加州大学圣地亚哥分校的研究人员，研究自闭症青少年 (teenagers with autism) 的运动行为。他们让青少年佩戴脑电图传感器和 LED，进入 Makeig 的特殊教室。然后，他们在墙壁上投影一艘宇宙飞船。孩子们必须追逐从一个点飞向另一个点的宇宙飞船。虽然结果尚未公布，但 Westerfield 怀疑，与非自闭症人士相比，自闭症人士将需要更长的时间来处理宇宙飞船的去向并调整他们的动作以朝向它。“如果我们对潜在的缺陷有更好的了解……那么我们可能会设计更好的干预措施，”例如针对自闭症患者的运动问题的定向物理治疗，Westerfield 说。
自 1926 年以来，神经科学家和心理学家一直在使用脑电图来窃听脑电波，医生使用它来研究睡眠模式和观察癫痫发作。纽约市阿尔伯特·爱因斯坦医学院 (Albert Einstein College of Medicine) 的神经科学家 John Foxe 说，在那段时间里，受试者必须坐在一个电磁屏蔽室里，“像一个大冰箱”。他称 Makeig 的 MoBI 为“技术奇迹”，它将使科学家“在更真实的 setting 中观察大脑及其工作方式”。
无线脑电图已经对游戏产生了影响。总部位于旧金山的 Emotiv 自 2009 年以来一直在销售其 EPOC 脑电图头戴设备，该设备使用电信号来确定玩家的情绪状态——兴奋、沮丧和无聊都会产生不同的模式。Emotiv 位于澳大利亚悉尼的研究部门首席执行官 Geoff Mackellar 说，使用 Emotiv 技术的游戏玩家还可以创建精神“咒语”来举起或推动虚拟物体。Mackellar 补充说，EPOC 也经常用于研究实验室，并且未来可能具有医疗应用。
Makeig 说，无线脑电图技术提供的信号与有线版本一样清晰，而且他的设备重约 3.5 公斤，是“可搬运的”。（Emotiv 和 NeuroSky 的头戴设备使用的电极较少，因此更轻。）“当然，我们不是从芭蕾舞演员跳 《春之祭》(The Rite of Spring) 开始的，”他承认，但该团队已在跑步机上的慢跑者身上取得了成功。他们仍然希望克服的一个挑战是去除每个电极下方的粘性导电凝胶。当然，这是可以做到的——Emotiv 的电极仅使用盐水，而 NeuroSky 的电极是干的。
SCCN 副主任 Tzyy-Ping Jung 预测，该小组将在几年内制造出一个干式 64 电极系统。他和 Makeig 设想，该头戴设备将 帮助瘫痪人士与世界互动，警告偏头痛患者即将到来的头痛，并调整计算机化学习以适应学生的个人节奏，以及其他潜在应用。
Emotiv 的 Mackellar 说：“当然，这是每个人都可以在家拥有的东西。”
*更正（1/27/12）：此句子在发布后进行了编辑。它最初将 Jeanne Townsend 称为 Jean Thompson。