/ 發布日期：2016/10/26/ 瀏覽次數：183

一、 技術概觀
腦機介面(Brain Computer Interface, BCI)結合了硬體與軟體通訊系統，讓使用者僅憑大腦活動就能控制外部裝置，例如：電腦。許多研究計畫發展BCI以幫助殘疾人士使用外部裝置，尤其是神經與神經肌肉(Neuromuscular)受損的患者，例如：脊髓損傷(Spinal Cord Injury)、腦中風(Brain Strokes)，以及肌萎縮性脊髓側索硬化症(Amyotrophic Lateral Sclerosis)。先進的BCI系統通常由許多組件構成，這些組件分別負責信號擷取(Signal Acquisition)、信號增強(Signal Enhancement)、特徵萃取(Feature Extraction)、特徵分類(Feature Classification)，以及控制介面。BCI透過大腦信號進行運作，而感測大腦信號的方法有兩種，分別是監控電生理(Electrophysiological)活動與監控血流動力(Hemodynamics)活動。

二、 感測大腦信號的兩種途徑
(一) 電生理活動
1. 藉由大腦神經元(Neurons)之間電化學傳導物質(Electro-chemical Transmitter)的交換，電荷(Electrical Charges)之間的訊息傳遞可以被捕捉(Capture)，也就能夠知道大腦的電生理活動。
2. 捕捉大腦活動的最普遍方法，包括：腦電圖(Electroencephalography, EEG)、大腦皮質腦電圖（Electrocorticography, ECoG）、全頭型腦磁圖(Magneto Encephalography, MEG)，甚至是從單一神經元中擷取電信號。
3. 由於BCI裝置需透過EEG取得大腦活動的資訊，所以大部分的BCI裝置會與EEG搭配運作。此外，EEG是使用最廣泛的神經造影(Neuroimaging)方式，因為此種方式對使用者的風險最低，而且輕量化、低成本並易於攜帶。
(二) 血流動力活動
1. 在日常使用的腦區內，相較於未活動的神經元，血液會以較快的速率釋放葡萄糖(Glucose)給活動中的神經元。由於活動區域靜脈血管中的氧合血紅素(Oxyhemoglobin)濃度較高，因此透過神經造影的方法可以記錄大腦的活動狀況，例如：功能性核磁共振(Functional Magnetic Resonance)與近紅外光譜技術(Near Infrared Spectroscopy)。
2. 以神經造影方法測量血液動力反應通常被歸類為間接的監控方式，由於這個方式並非直接觀測腦內的神經元活動。因此，以神經造影方法捕捉血液動力活動的監控方式較少使用。

三、 各區域的發展概況
(一) 北美地區：十年來，美國市場給予北美區域的重要製造商不錯的迴響，這些製造商包括：NeuroSky、Advanced Brain Monitoring、Interaxon、Emotiv，以及Puzzlebox。在應用於BCI的EEG頭戴式耳機銷售額中，將近60％來自北美區域。學術與研究組織測試BCI產品在記憶力強化與改善專注力上的功能，因此帶動大量商機，不過大部分製造商的焦點仍是減緩壓力帶來的症狀。就現行的法規來說，只要不涉及醫學治療，BCI產品就不需要取得美國食品藥物管理局(Food and Drug Administration, FDA)的核准，這對製造商而言是一項誘因，促使他們研發遊戲與娛樂導向的BCI產品。不過隨著非侵入性神經傷害治療的需求增加，FDA未來也有可能放寬法規限制。
(二) 歐洲地區：歐洲對BCI產品的需求快速成長，以非侵入性的EEG監控為基礎，許多企業為歐洲市場提供產品，並取得20％至25％的產品銷售額，這些企業包括：Neuroelectrics、MyndPlay與G.Tec Medical，英國、德國、法國與荷蘭則是BCI產品接受度最高的國家。為了對抗北美區域製造商帶來的競爭壓力，歐洲企業必須合作才能保住市場。
(三) 亞太地區：對BCI產品而言，亞太地區是一塊爆炸性成長的市場，占有15％至20％的產品銷售額，尤其集中於澳洲、日本、中國、紐西蘭，以及新加坡。自從越來越多製造商把線上購物納入產品通路之後，亞太地區的其他國家也有迎頭趕上的趨勢。亞洲市場對價格較為敏感，因此裝置的成本必須有所節制才能提升採用量。在未來5年，中國與印度預計成為製造業的中樞，因此在地化(Localized)的BCI裝置需求將會持續上升。