PSY23028-神经接口

附件1.北京师范大学本科生课程教学大纲

课程名称：神经接口

英文名称：Neural Interfaces

一、课程简介（必备项）

本课介绍脑机接口和神经接口的理论、方法、设备和应用，课程内容包括：基于植入式电极、脑电、脑磁图、核磁共振、近红外光谱以及其他成像技术的脑机接口，经颅电、磁和超声刺激，外周神经刺激，人工听觉等技术。

二、课程目标（必备项）

课程结束后，学生应达到以下要求：

1. 了解神经信号传导的机制及大脑解剖学基础。
2. 了解主要神经记录技术如何记录神经活动，并了解各种技术的优缺点。
3. 了解主要神经刺激技术如何调控神经活动。
4. 可以为每种记录技术给出应用方向或实例。
5. 了解当前神经接口的不足之处和技术瓶颈。

三、教学内容和学时分配（必备项）

（一）总论 0.5学时

主要内容：课程内容，基本信息

教学要求：介绍课程的教学大纲、考核方式、参考资源

（二）第一章Brain anatomy and signaling脑解剖学与信号传递机制 1学时

主要内容：脑解剖学和信号传递机制

教学要求：介绍脑细胞、神经元、膜电位、动作电位、分级电位、神经递质、神经计算机制、脑解剖学基础、主要认知功能相关的脑区等。

（三）第二章Electroencephalograph基于脑电图的脑机接口 7.5学时

主要内容：基于脑电的脑机接口

教学要求：介绍脑电图原理、应用、记录硬件、时域分析、频域分析、脑电神经反馈、认知状态检测、脑机接口（视觉刺激、运动想象等）、脑电康复训练、滤波器、脑电解码算法等。

（四）第三章Imaging interfaces基于脑成像的脑机接口 3学时

主要内容：功能核磁共振、功能近红外光谱、脑磁图、开颅成像

教学要求：介绍基于功能核磁共振、功能近红外光谱和脑磁图的脑机接口，包括各技术的原理和应用例子。介绍感兴趣区（ROI）和多体素模式分析（MVPA）、核磁和近红外数据的预处理等。

（五）第四章Invasive brain-machine interfaces侵入式脑机接口 6学时

主要内容：植入式电极、记录系统、动作电位分类、运动意图的解码、局部场点位、肌电、皮层脑电

教学要求：介绍植入式电极的设备、手术、信号预处理和运动意图的解码方法等。

（六）第五章Transcranial stimulation经颅刺激 3学时

主要内容：经颅电刺激、经颅磁刺激、经颅超声刺激

教学要求：介绍电刺激原理，直流电刺激、交流电刺激、随机噪声刺激、磁刺激、超声刺激的原理、优缺点和应用例子等。

（七）第六章Peripheral nerve stimulation外围神经刺激 5学时

主要内容：外围神经的解剖学，电刺激的原理和方法

教学要求：介绍神经的结构、刺激电极的类型、电刺激过程的理论、安全方面的考虑、刺激的常规设置、刺激肌肉过程中的考虑和应用例子等。

（八）第七章Artificial hearing人工听觉 2学时

主要内容：听觉系统、人工听觉技术

教学要求：介绍听觉系统的解剖学、声音的神经编码、人工听觉设备、手术、信号生成方法、使用限制等。

（九）第八章Artificial vision人工视觉 2学时

主要内容：视觉系统、人工视觉技术

教学要求：介绍视觉系统的解剖学、视觉的神经编码、人工视觉设备类型、产品例子等。

（十）第九章Seizure intervention癫痫干预 1学时

主要内容：癫痫发作、反癫痫刺激方法

教学要求：介绍癫痫的类型和发作的特性、反癫痫的刺激方法等。

四、选用教材与学习资源（必备项）

参考材料：

1. 神经接口导论(Brain-Computer Interfacing: An Introduction), Rajesh Rao, 机械工业出版社
2. Neural Engineering (2nd ed), Bin He, Springer
3. Brain-Machine Interface Engineering, Justin Sanchez and Jose Principe, Morgan & Claypool Publishers

五、教学策略与方法建议（可选项）

教学方式: 讲授, 技术演示

六、考核方式（必备项）

签到（40%），日常作业（20%），期末考查（40%）

七、其他

【编写日期】：（必备项）2025/7/7