李一鸣++王培亮++康瑶

[摘 要]青蛙实验证明了人体神经电流的存在，这是生命科学的一个里程碑。从此以后，关于生物电的研究越来越多，尤其是脑电波的研究有着举足轻重的进展。脑电波作为脑部的神经电流，有着独特的特性，是神经细胞活跃结果的表现。因此脑电波能反应人体大脑的活动，可用作身份识别。由于人体大脑电波的独特性，因此更不容易被高科技所复制，更加安全。

[关键词]脑电波 安全 身份识别

中图分类号：TD87 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）07-0155-01

1.序言

1.1 生物电流

生物电流普遍存在于各种生物之间，是生命活动的基本特征。甚至每个细胞都有电的现象，英文Cell一次也就有电池的含义，比喻每个细胞都是一个个小型电池。而脑部神经活动时产生的电流又叫脑电波。

1.2 脑电波的产生

脑电波又称大脑神经电流，是大脑活动时，突触电位变化之和的表现。它能够反映大脑的活动，是各种细胞在大脑皮层的的总体活动反应。脑电波主要来自锥体细胞顶端的树突后电位。

在人心情愉悦或静思冥想时，一直兴奋的β波、δ波或θ波此刻弱了下来，α波相对来说得到了强化。因为这种波形最接近右脑的脑电生物节律，于是人的灵感状态就出现了[2]。

1.2.1 脑电波特性

迄今为止，已有研究表明：人体对外部同样刺激做出的大脑反应是不相同的，可以说每个人的性格、思维方式等等种种因素都会影响着个体的大脑反应，即每个人的脑电波反应是独一无二的。同一个个体在不同刺激下，大脑所作出的反应是不相同的，与在正常状态下的脑电波电位有差异，这也就是说脑电波可以作为主体思维监测的一种手段。同一个个体在相同刺激下，所作出的反应以及大腦的脑电波的电位变化相差不大。以上三点为身份识别提供了有力的理论基础，

2.新型密匙

2.1 简介

新型脑电波密匙就是基于脑电波的独特性为基础的识别装置。该装置通过读取人的特定情况下的脑电波数据，来对比事先录入的脑电波信息，在一定误差范围内，如果相互吻合，则可以打开，不吻合不予通过。

因为脑电波需要读出个体的脑电波数据，因此需要与头部连接的装置，类似于头盔，内部装有很多的感应元件。通过元件读取脑电波信息，在信号转换与数据库相连接。头盔包含磁感应器件、核磁共振器件。头盔本身具有防屏蔽外来

电磁波的作用。使用时头盔紧扣头部，与头部贴合，减少干扰。图中蓝色线条为感应区域。因为只要有电流，就会产生电磁波，通过微弱的电磁感应，读取脑中的电流。同时，结合核磁共振技术，将脑中的细胞运动反映出来。将捕捉到微弱磁信号转化为电信号。利用A/D转换硬件和RTLinux，AD7116驱动程序进行采集[4]。

2.2 情景模拟

人物A提前于脑电波装置录入自己平静状态下，想象一把老式钥匙的脑电波图案；在平静情况下想象老式锁；在紧张情况下想象炸弹；在紧张状态下想象陷阱的；这四种情况的脑电波录入，分别代表：想象钥匙的时候设定为允许进入；在想象锁的情况下为锁定，不允许通过；想象炸弹为数据抹除；想象陷阱时为允许通过但打开机关。

在平常情况下，只需要平静的戴上头盔，想象钥匙完成密令即可进入。如果出现突发情况，需要进行加锁、毁灭时，可以分别想象锁和炸弹；遇到被挟持等情况，可以诱敌进入完成逃脱。

这样的密令更加隐蔽，更加安全。外人无法知道当事人输入的是什么口令。由于脑电波的独特性，不可能出现人物B冒充A进入的情况。

2.3 理论分析

在平静情况下，人体α脑电波活跃，大脑中会通过较为稳定的电流，在想象图像时，大脑在呈现相同图形的时候，突触会经过相同的过程，也会产生相近甚至相同的信号。这种混合信号经过杂波处理，被头盔上的传感器接收，微弱电流经过调制放大后，通过数据线传输到终端，解调还原后成为相同的电流。系统接收到振幅、频率、间歇不同的几种脑电波，分析处理比对。相反，在紧张情况下，β波活跃，其他相对减弱。

2.4 多模态身份识别系统

以脑电波为主，指纹、声音、虹膜等为辅，可以更加准确的判定人物身份，减少错误率的发生。下面为该新型脑电波密匙的扩展：指纹和脑电波结合的身份识别系统。

3.总结

近几年来，脑电波技术飞速发展，人们对于脑电波的认识越来越深刻。脑电波的采集和其独特性决定了这个技术用于身份识别必将取得前所未有的胜利。安全防护的级别越来越高，使人们的财产和信息得到保证。在现代高模仿技术下，虹膜、指纹、声音都可以被模仿，也许有一天，脑电波也可以达到模仿的地步，即使被模仿，但由于其独特性，也会给模仿造成困难，从另一方面来说，人类都已经能够模仿脑电波了，说明对脑的认识已经十分充分，那时也必将有新的技术来进行身份识别。

这款基于A/D转换硬件和RTLinux，AD7116驱动程序采集，结合指纹技术，可以防止大部分的非法入侵。虽然现在采集技术还不是很成熟，但随着人们对大脑的认识越来越深，技术越来越成熟，新型脑电波密匙一定会成为现实，成为国家安全的一份保证。

参考文献

[1] 夏立文，《基于脑电波信号的身份识别技术》，北京邮电大学，2011年1月7日，第2页.

[2] 孙作东.激活沉睡的大脑：黑龙江科学技术出版社，2010.

[3] 彭娟，《脑电波及其采集方法》，成都理工大学，2014年11月.

[4] 佃锐辉，《基于RTlinux的脑电波信号采集系统设计》，中文核心期刊《微计算机信息》，2009年第25卷第1-2期.