1高小榕、胡德文和明东教授推荐
基于想象的脑机交互是脑机接口领域的重要发展方向，本书可为读者提供宝贵的理论与实践参考，激发创新思维与前瞻性探索。
——清华大学高小榕教授
区别于外源性脑机接口，本书聚焦于内源性脑机接口：基于想象的脑机交互技术，具有重要的潜在应用，可为该领域的创新研发提供启发。
——国防科技大学胡德文教授
想象力常常带来突破，基于想象的脑机交互正是这一突破的典型。本书深入探讨这一创新技术的核心原理与实践，为读者提供宝贵的洞见与应用指导，是探索脑机交互领域的重要读物。
——天津大学明东教授
2内容简介
人类个体具有丰富多样的心理想象活动，不仅有运动想象，还有言语想象、视觉想象、听觉想象和触觉想象等。想象力比知识更重要，是创造力的重要源泉之一。心理想象有望成为脑机接口（BCI）范式创新设计可选的心理活动。基于想象的脑机交互是一类重要的BCI，通过心理想象诱发的脑信号可以实现大脑与外设直接的通信和控制。
本书强调理论与实践相结合，认为成功的BCI 系统研发不是一个单纯的工程实现方法或算法问题，更重要的是理论与原理。本书注重基础，包含了BCI 的一些共性基础内容，包括BCI 相关术语、BCI 范式与神经编码、BCI 金标准（在线BCI 系统转化为实际应用的综合评价方法—用户可用性、满意度和使用情况）。在此基础上，本书聚焦基于想象的BCI 基本概念、理论、原理和方法，包括人类的心理想象及神经影像研究、基于言语想象的BCI 关键技术、基于视觉想象的BCI范式和神经编码与解码和基于运动想象的BCI 神经科学原理。最后阐述了运动想象BCI实践和应用，包括BCI 中运动想象的执行及能力的评估和提高方法、运动想象相关脑信号分类方法、运动想象BCI 实验研究、运动想象BCI 及其结合虚拟现实康复研究和双向闭环运动想象BCI 主动康复训练系统的功效评价方法。
本书不仅可供从事BCI 研发的人员参考，也可供受认知与神经科学启发的人工智能（包括类脑计算、脑机智能融合等方向）的研发人员参考，还可作为高年级本科生、硕士和博士研究生的教材，也可作为BCI 相关科研人员的参考书。
3原著者序言
在2011年之前的几十年里，从大脑记录的信号已经可以用于通信和控制，这种可能性引起了科学家们的兴趣。1996—2011年脑机接口（BCI）的研究和开发开始兴起。2000年左右，BCI 研究仅限于几个孤立的实验室；截至2011年，全世界已有数百个研究组在对BCI 展开研究，并且新的研究组在不断出现。2006—2011年，BCI领域的发展突飞猛进，许多重要的BCI原创研究发表，是BCI 研究的一个黄金时期。自2012年至今，BCI研究界在著名国际学术期刊上发表的BCI 文章急剧增加。特别是自2015年BCI研究界制定欧盟路线图以来，BCI 研究进展显著加快，一些大公司如Neuralink等投资研发BCI，进一步推动了BCI 研究的热潮。目前，BCI 已经成为一个非常活跃和迅速发展的科技领域。
在众多BCI范式（Paradigm），如基于稳态视觉诱发电位（SSVEP）的BCI、基于P300的BCI等中，基于想象（Imagery）的脑机交互是一类重要的BCI，是典型的可以不依赖外部刺激的内源性BCI，其通过心理想象诱发的脑信号实现与外设的通信和控制。人类个体的心理想象是一类重要的心理活动，不仅有运动想象，还有言语想象、视觉想象、听觉想象和触觉想象等丰富多样的想象活动。这些心理想象有望成为BCI 范式创新设计可选的心理活动，这是本书的一个主要动力，也是本书结构和内容的一个主要原则。本书获得国家科学技术学术著作出版基金支持。
本书主要聚焦基于想象的脑机交互原理与实践，分为3篇：第1篇为脑机交互的一些共性内容，是第2篇和第3篇的基础；第2篇为基于想象的脑机接口（BCI）的基本概念、理论、原理和方法；第3篇是第1篇和第2篇在实践中的应用。
第1篇包括3章内容，提供了BCI研发和转化的一些重要内容。
第1章BCI 重要内容：BCI相关术语，旨在为BCI初学者、中级和高级研发者查阅或精准理解BCI 相关术语提供支撑。
第2章明确给出了BCI范式与神经编码的定义和设计原则。在BCI技术系统中，BCI范式与神经编码是BCI研发的关键和重要内容之一。
第3章为BCI金标准：在线BCI系统转化为实际应用的综合评价方法——用户可用性、满意度和使用情况，强调评价在线BCI系统的实用性和重要价值，而不仅对离线数据进行分析。
第2篇包括4章内容，在第1篇的基础上，聚焦基于想象的脑机接口（BCI）的基本概念、理论、原理和方法，是研究和开发基于想象的BCI系统的重要内容。
第4章介绍了人类的心理想象及神经影像研究，是基于想象的BCI研发的重要基础。心理想象（Mental Imagery，MI）可以作为BCI的一类范式，本章给出心理想象的定义、执行方法、能力评价和提高方法。心理想象的神经科学（Neuroscience）原理或脑认知（Cognitive Neuroscience）机制，是基于想象的BCI的基石。
在第4章的基础上，第5章、第6章和第7章分别聚焦基于言语想象的BCI关键技术、基于视觉想象的BCI范式和神经编码/解码、运动想象BCI的神经科学原理。
第3篇包括5章内容，在第2篇的基础上，着重介绍运动想象脑机接口（BCI）实践与应用。
第8章详细论述BCI中运动想象（Motor Imagery，MI）的执行与能力的评估和提高方法，强调MI心理活动的正确执行，以及能力的评估和提高对MI-BCI 系统性能的提升及应用具有重要的甚至关键性的作用。基于此，研发客观的、定量可视化的MI能力评估方法，研发有效的、训练时间短的 MI 能力提高方法，并且在一定程度上解决个体之间和内部MI的差异性、共性和MI-BCI低效问题具有一定的必要性。
第9章详述了运动想象相关脑信号分类方法，这是BCI系统研发中受关注度最高的内容之一。
在第9章的基础上，第10章、第11章分别介绍了运动想象BCI实验研究及其与虚拟现实相结合用于康复的研究。这些内容有利于促进运动想象BCI转化为实际应用。
在运动想象BCI系统转化为临床实际应用时，其功效评价方法极为重要。基于此，第12章以双向闭环运动想象BCI主动康复训练系统为例，论述了该类系统的康复训练周期和康复功效评价方法。
本书内容既有初次接触BCI的读者所需要理解的BCI基础，又有适合BCI初级和中高级研究人员深入探索所需要掌握的一些BCI共性的原理和方法。本书论述深入浅出、循序渐进，可读性较强。BCI是一个涉及较多学科的方向，本书可为神经科学、认知科学与心理科学、受认知与神经科学启发的新型人工智能、生物医学工程、神经与康复工程、智能机器人控制、模式识别与现代信号处理等相关专业的高年级本科生、硕士研究生、博士研究生及高级研究人员提供可借鉴的信息资源。本书也适合所有对BCI技术及其应用感兴趣的读者阅读，具有一定的科普作用。
由于著者水平有限，本书难免存在错误或不妥之处，恳请读者指正。
4目录
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原著者简介
伏云发，2012年博士毕业于中国科学院研究生院、中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室，获工学博士学位。现为昆明理工大学脑认知与脑机智能融合创新团队负责人。为中国康复医学会脑机接口与康复专业委员会第一届委员会常务委员，中国人工智能学会脑机融合与生物机器智能专业委员会第三届委员，中国认知科学学会计算神经工程专委会委员，脑机接口产业联盟专家委员会资深专家，脑机接口产业联盟科普与科技伦理工作组副主席，从事脑机接口17余年，主要研究兴趣为脑机接口与神经反馈及应用。
杨帮华，2006年获上海交通大学工学博士学位，现为上海大学机电工程与自动化学院、医学院双聘教授，博士生导师，脑机工程研究中心负责人。获上海市浦江人才、上海市五一劳动奖、上海市三八红旗手。为中国康复医学会脑机接口与康复专委会副主任委员、全国信息技术标准化技术脑机接口分技术委员会委员、中国脑机接口产业联盟资深专家，深耕脑机接口20余年，主要研究领域包括运动想象脑机接口编解码技术及其结合VR应用，多次得到央视台报道。
陈树耿，2021年获复旦大学医学博士，华山医院康复医学科主管物理治疗师。澳大利亚昆士兰大学访问学者。中国康复医学会脑机接口与康复专业委员会委员，中国研究型医院学会神经再生与修复专业委员会脑机接口学组委员。从事脑机接口及其临床应用和脑机制研究十余年，主持国家级和省部级脑机接口相关项目3项，获得中国产学研合作创新与促进奖、上海康复医学科技奖一等奖。
吴小培，2002年获中国科学技术大学工学博士学位，现为安徽大学计算机科学与技术学院教授，博士生导师。安徽省学术和技术带头人后备人选，安徽大学“生物信息感知与人机交互”科研团队负责人。中国科学技术大学信号与信息处理博士后流动站从事博士后研究工作（2003-2006）。曾作为国家留学基金委公派访问学者赴美国加州大学圣地亚哥分校学习。长期从事信号处理领域的教学与科研工作，在多模态生物医学信号处理方法及其在脑-机接口实用化技术方面取得了多项有价值的科研成果。
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