脑机新手指南（十七）EEG-ExPy 新手入门教程（上篇）：基础概念与环境搭建

一、EEG-ExPy 是什么？ 

EEG-ExPy 是一个基于 Python 的开源工具包，专为脑电（EEG）实验设计、数据采集和实时分析而开发。它的核心优势在于低门槛易用性和模块化设计，即使是没有编程基础的新手，也能通过简单的代码或图形界面快速搭建 EEG 实验流程。其功能覆盖： 

1.自定义实验范式设计（如视觉刺激、运动想象任务） 

2.实时 EEG 信号采集与预处理 

3.简单的脑机接口（BCI）应用开发 

4.实验数据的存储与初步分析 

二、EEG 基础概念扫盲 

1. EEG 信号是什么？

脑电图（Electroencephalography）通过头皮电极记录大脑神经元活动产生的电信号，常见频率范围：

δ 波（0.5-4Hz）：深度睡眠状态 

θ 波（4-8Hz）：冥想或浅睡眠 

α 波（8-13Hz）：闭眼放松状态 

β 波（13-30Hz）：清醒思考状态 

γ 波（30+Hz）：高度专注或兴奋状态 

2. 为什么选择 EEG-ExPy？ 

优势	具体体现
开源免费	基于 MIT 许可证，可自由修改和商业使用
跨平台兼容	支持 Windows/macOS/Linux，适配主流 EEG 设备
生态丰富	可对接 Python 科学计算库（NumPy/Pandas）和可视化工具（Matplotlib）
社区活跃	依托 NeuroTechX 社区，持续更新文档和示例项目

三、环境搭建：从 0 到 1 准备工作 

1. 硬件准备

EEG 设备：推荐入门级消费级设备（如 OpenBCI Cyton、Muse 头环），或实验室级设备（需确认设备驱动兼容性） 

电脑配置：至少 8GB 内存，建议使用 SSD 硬盘（提升数据读写速度） 

辅助设备：刺激呈现用的显示器、隔音耳机（减少环境干扰） 

2. 软件安装步骤

方法一：通过 Anaconda 快速部署（推荐新手） 

# 1. 安装Anaconda（Python包管理工具） 
# 下载地址：https://www.anaconda.com/products/individual 
# 2. 创建专用虚拟环境（避免依赖冲突）
conda create -n eeg-expy python=3.8 
conda activate eeg-expy 
# 3. 安装EEG-ExPy（稳定版） 
pip install eeg-expy 
# 4. 安装可选依赖（用于高级功能）
pip install mne  # 脑电信号处理库 
pip install pyqt5  # 图形界面支持 

方法二：从源码安装（适合开发者）

# 1. 克隆GitHub仓库 
git clone https://github.com/NeuroTechX/awesome-bci.git 
cd awesome-bci/software/eeg-expy 
# 2. 安装依赖
pip install -r requirements.txt 
# 3. 本地安装
python setup.py install 

3. 环境验证：运行第一个示例

# 创建名为first_experiment.py的文件 
import eeg_expy as eeg 
# 1. 初始化实验配置
exp = eeg.Experiment( 
    name="我的第一个EEG实验", 
    save_dir="./data/",  # 数据保存路径 
    eeg_device="openbci"  # 替换为实际设备型号 
) 
# 2. 设计刺激范式（以闪烁视觉刺激为例）
stimulus = eeg.VisualStimulus( 
    duration=2.0,  # 刺激持续时间（秒） 
    interval=1.0,  # 刺激间隔（秒） 
    target_freq=10.0  # 闪烁频率（Hz） 
) 
# 3. 运行实验（带图形界面）
exp.run_with_gui(stimulus, trials=10)  # 运行10次 trials 
# 4. 查看实验数据
data = exp.load_data() 
print(f"采集数据形状: {data.shape}") 

执行命令：python first_experiment.py，若看到图形界面弹出并显示刺激图案，说明环境搭建成功！

四、新手常见问题解答

Q：EEG 设备连接失败怎么办？

A：先通过设备官方软件确认硬件连接，再在 EEG-ExPy 中检查设备型号参数是否正确（如eeg_device="muse"）。

Q：运行代码报错 “缺少 XXX 库”？

A：用pip install XXX安装缺失库，或重新通过 Anaconda 环境部署（推荐）。

Q：需要编程基础吗？

A：基础语法即可，EEG-ExPy 提供大量封装好的函数，新手可先从复制示例代码开始。