2023年9月11日，脑机接口产业联盟组织开展主题为“脑机接口+抑郁症”的第二期“群星璀璨”活动学术交流研讨会。会上，上海交通大学吕宝粮教授以“基于多模态情感脑机接口的抑郁症客观评估研究”为题，介绍了基于多模态情感脑机接口的抑郁症客观评价系统和基于脑电大模型地刺激参数调节系统。吕教授的分享主要分为以下五个方面：(1)脑机接口与脑起搏器；（2）脑起搏器参数的个性化与优化；（3）抑郁症的客观评估；（4）脑电大模型；（5）未来展望。

图一 基于多模态情感脑机接口的难治性抑郁症的评估与治疗

吕宝良教授首先从脑机接口是什么开始，向大家介绍了脑机接口的定义、作用和分类，进而引出多模态情感脑机接口的定义和特点，向大家介绍了脑起搏器及其分类。

从脑机接口实现的功能和用途进行分类的话，脑机接口可以分为运动脑机接口和情感脑机接口。其中，情感脑机接口是一种对人的情绪进行识别和（或）调控的一类脑机接口，它具有以下两个特点，一是需要多样的情绪诱发范式和诱发素材，因为人的情绪与年龄、性别和文化背景密切相关；二是情感脑机接口可以充分利用生理或非生理信号，而运动脑机接口只能使用脑信号。

图二 多模态情感脑机接口的特点

脑起搏器（DBS），脑深部电刺激，是指通过手术将电极植入大脑的特点区域，通过导线与外界电池进行连接。信号发生器能够使用不同模式、不同强度、不同持续时间的脉冲刺激对大脑调节。现在有只能产生刺激的传统脑起搏器和既能产生刺激又能获取颅内信号的新型脑起搏器。脑起搏器，多用于帕金森病的治疗，后来被发现可以用于治疗难治性抑郁症。具体来说，医生会在患者胸腔内植入脑起搏器，它连接着两条电极，从胸前的装置延伸到耳后，然后植入脑内。当脑起搏器发出电脉冲信号，通过电极刺激所在的神经核团时，抑郁症状会得到改善。

图三 脑起搏器的介绍

随后，教授从DBS难治性抑郁症治疗研究的经验与教训进行切入，讨论了当前DBS在抑郁症治疗方面存在的问题，如情绪、脑电等多种个体差异性的影响、DBS的脉冲刺激时间以及最优刺激参数的寻找等问题，这使得DBS在用于难治性抑郁症治疗时，必须进行参数和模式的个性化和优化。

图四 DBS难治性抑郁症治疗研究的经验与教训

吕宝粮教授介绍道，目前还没有发现抑郁症的生物标记物，抑郁症判别更多是靠精神科医生根据量表来进行诊断的，具有很强的主观能动性，缺乏客观量化的抑郁症评估生物标记物，进而引出了目前团队所做的工作——基于情感脑机接口的抑郁症客观评估系统和基于脑电大模型的刺激参数调节系统。

基于情感脑机接口的抑郁症客观评估系统通过采集脑电、眼动等信号来对情绪进行解码，进而识别抑郁症患者的情绪。脑电大模型通过提取通用的脑电特征来应用于情绪识别、抑郁症客观评估、癫痫检测等任务。吕宝粮还进一步介绍了难治性抑郁症治疗的情感脑机接口与神经调控一体化系统，通过情感脑机接口识别到的情绪状态数据传递到脑电大模型中，进而进行电刺激参数的修改，更好地进行神经调控。目前吕教授团队的脑电大模型参数量约3.69亿，在多个评价指标上超过了最好的深度学习算法。

图五 难治性抑郁症治疗的情感脑机接口与神经调控一体化系统

图六 脑机大模型

此外，吕教授也介绍了与米哈游合作成立的《上海零唯一思科技》的理念、使命和愿景，提及了目前正在开发的产品，对情绪“X”光机这一产品展开了介绍并实现基于多模态情感脑机接口的抑郁症客观评估系统的未来进行展望，“终极目标是实现从量表和医生为金标准迈向客观指标为金标准”。

吕宝粮，上海交通大学计算机科学与工程系二级教授，上海交通大学医学院附属瑞金医院广慈教授、IEEE Fellow。1994年获日本京都大学工学博士学位，现任上海交通大学智能交互与认知工程上海高校重点实验室主任、上海交通大学清源研究院执行院长、上海交通大学附属瑞金医院脑机接口与神经调控中心共同主任、上海交通大学附属瑞金医院脑病中心-米哈游联合实验室主任和上海零唯一思科技有限公司首席科学家。担任IEEE Transactions on Affective Computing、 Journal of Neural Engineering、IEEE Transactions on Cognitive and Developmental Systems、《模式识别与人工智能》和《智能科学与技术学报》编委。荣获2018 IEEE Transactions on Autonomous Mental Development最佳论文奖、2020年度吴文俊人工智能自然科学一等奖、2021 IEEE Transactions on Affective Computing最佳论文奖、The ACM Multimedia 2022 Top Paper奖和2022亚太神经网络学会杰出成就奖，入选爱斯维尔2020、2021和2022“中国高被引学者”榜单。主要研究领域包括仿脑计算理论与模型、深度学习、情感智能和情感脑机接口。