脑机接口（BCI）技术通过建立大脑与外部设备的直接通讯通路，在神经康复、智能控制与人机交互等领域展现出巨大潜力。其中，基于视觉想象的脑机接口（VI-BCI）近年来备受关注。与依赖于外部刺激（如视觉闪动）的范式不同，VI-BCI要求使用者主动、自主地在脑海中生成特定视觉图像，从而诱发特定的神经活动。这种“纯意念驱动”的模式为开发更自然、沉浸式的脑机交互应用提供了全新路径，例如在虚拟现实中直接通过想象来操控物体，或为语言及运动功能障碍者提供一种无需外部提示的沟通方式。
然而，VI-BCI的发展长期面临一个关键瓶颈：高质量、任务专用的公开脑电数据集极度缺乏。当前主流的公开脑电数据集大多围绕运动想象任务构建，例如想象活动左手、右手等。相比之下，针对视觉想象这一更高级认知活动的数据集却凤毛麟角。这种稀缺性主要源于视觉想象所诱发的神经信号更为微弱、变异性大，且极易受到个体认知状态差异的影响，导致数据采集与解码的难度更高。数据资源的匮乏，直接限制了研究人员对视觉想象神经表征机制的深入探索，以及鲁棒性解码算法的开发与验证。
为此，昆明理工大学的研究团队近日在《科学数据》期刊上发布了一个全新的、专门针对视觉想象解码的脑电图数据集。该数据集旨在为这一前沿领域提供一个坚实、公开的数据基础，推动VI-BCI从受控实验室环境走向真实世界应用。
数据集核心设计：梯度化与系统性
该数据集的核心价值在于其系统性的任务设计。研究团队招募了22名健康参与者，要求他们在脑海中想象十种常见的图像，这些图像被精心分为三个语义类别，形成一个清晰的认知复杂性梯度：
- 图形：圆形、正方形、五角星。这类图像高度抽象，视觉形式简单，认知负荷相对较低。
- 动物：狗、鱼、鸟。这类图像具有明确的生物意义和更丰富的语义内容。
- 物体：杯子、椅子、手表、剪刀。这类图像代表具有具体功能和空间属性的日常物品，复杂度最高。
特别值得一提的是，在物体类别中，研究还考虑了空间维度属性的差异：杯子和椅子通常被视为三维物体，而手表和剪刀则更强调二维平面轮廓。这种设计不仅涵盖了从抽象到具体的认知梯度，也系统性地考察了物体空间属性差异对神经活动的影响，能够更全面地刻画不同复杂度视觉想象的神经表征。
数据采集与处理：高规格与严谨性
数据采集遵循了严格的实验标准。每位参与者完成了两次独立的实验记录，每次记录均使用32通道、1000Hz采样率的无线脑电设备，确保了数据的高时空分辨率。实验在隔音隔光的环境中进行，以最大程度减少干扰。
在数据预处理方面，研究团队采用了当前主流的标准化流程。使用独立成分分析（ICA）自动识别并剔除了与眼动、肌肉活动等相关的伪迹信号，保留了纯净的“脑源性”成分。随后，数据被切割为与想象任务对应的4秒时间片段，并转换为广泛使用的BIDS（脑成像数据结构）格式，极大地便利了后续的共享与分析。
技术验证：展现卓越解码潜力
为验证该数据集的可解码性，研究团队采用了两种具有代表性的方法进行性能测试：传统的共空间模式（CSP）算法与专为脑电设计的轻量级卷积神经网络EEGNet。
验证结果令人鼓舞。在动物和图形的想象任务分类中，EEGNet的平均准确率分别达到75.8% 和 **75.1%**，显著优于传统方法。即使在最复杂的物体想象任务上，准确率也达到了 62.0%。更重要的是，两次实验记录间的解码性能差异很小（平均在2.5%以内），显示了该实验范式与数据集具有良好的时间稳定性和可靠性。
对错误分类模式的分析进一步增强了数据集的可信度。混淆并非随机发生，而是呈现出可解释的认知规律。例如，在动物想象中，“狗”与“鸟”更容易相互混淆；在物体想象中，“剪刀”可能与功能相似的物品产生混淆。这种系统性的错误模式与人类的认知特性相吻合，证实了数据集中所蕴含神经信号的认知相关性与真实性。
价值与展望：开启未来研究新篇章
该数据集的发布，有效填补了VI-BCI领域在数据可及性与多样性方面的关键空白。其特点在于样本量相对较大、任务设计系统且具有认知梯度、数据质量高且完全公开。它不仅是开发与验证高级脑电解码算法（如深度学习模型）的理想测试平台，也为探索视觉想象的神经可塑性、跨被试泛化以及自适应解码策略等基础科学问题提供了宝贵资源。
我们相信，这一高质量数据集的开放共享，将吸引更多跨学科的研究者加入视觉想象脑机接口的探索，加速推动下一代“意念驱动”人机交互技术的成熟与应用落地。
数据集访问
该数据集已存储于Figshare平台，可通过以下链接公开获取与使用：https://doi.org/10.6084/m9.figshare.30227503
论文信息
Gao, J., Liu, Y., Li, Z. et al. An EEG Dataset for Visual Imagery-Based Brain-Computer Interface. Sci Data (2025).
https://doi.org/10.1038/s41597-025-06512-5