BrainOS v7.0-beta — EEG医疗·HRV反馈·数字孪生

数字神经元

下一代脑机接口可视化平台 — EEG医疗分析 · HRV生物反馈 · 数字孪生仿真,从3D科普到BCI商业化的全链路脑科学数字体验

860亿
真实神经元数量
20
迭代版本
35+
模块化组件
60fps
流畅渲染
🧠 在线体验 📋 查看版本迭代
核心能力

二十八大技术引擎

从真实解剖到数字孪生,覆盖脑科学可视化的全技术栈

🧬

真实脑几何体引擎

程序化生成带脑沟脑回的大脑皮层表面,包含皮层、小脑、脑干的完整解剖结构

gyrification × sulcusDepth → 噪声场采样 → 脑回隆起 × 12条主沟 → 动态mesh 64段精度

GPU着色器系统

4套自定义GLSL着色器:神经元脉冲、信号传播粒子、热力图、EEG波形

instanceActivation × uPulseSpeed → sin(时间+相位) → 体积光 × Bloom后处理

神经信号传播引擎

基于Connectome连接矩阵的真实信号扩散动画,可视化想法在大脑中的传播路径

源脑区 → 纤维束路径 → 贝塞尔曲线插值 → 粒子流 × 衰减传播
🔬

深度交互系统

三轴剖面切割、热力图叠加、脑区对比分析,专业级脑科学探索工具

ClippingPlane × 3轴 → heatmapOverlay → 顶点色映射 × ShaderMaterial
🔗

Connectome数据管线

模拟DTI纤维束追踪,可视化白质纤维连接,支持脑连接组学数据接入

CatmullRomCurve3 × 纤维束采样 → 渐变色映射 → 22条主纤维通路
🤖

AI脑科学助手

内置神经科学知识库的智能问答系统,支持脑区查询、疾病关联、递质分析

知识图谱 × 规则引擎 → 实时EEG数据解读 → 脑区功能/疾病/递质三维度检索
🚀

性能工程引擎

InstancedMesh批量渲染、3级自动降质、FPS看门狗,确保流畅60fps体验

860亿 neurons = 4级LOD → 宏观50万/中观5万/微观5千/纳观200 → GPU实例化
📡

EEG实时输入引擎

标准10-20电极系统,实时脑电数据→3D热力图映射,支持外部脑机设备接入

14电极 × 5频段(δ/θ/α/β/γ) → 功率谱分析 → 脑区热力映射 × WebGL
🫧

860亿多尺度渲染引擎

4级LOD自适应密度渲染,从宏观云雾到纳观单神经元,真实860亿神经元数量

皮层160亿 + 小脑690亿 → 4级LOD点云 → AdditiveBlending粒子着色器
🫀

体渲染引擎

MRI式光线步进体渲染,像切片一样看脑内部结构,支持NIfTI数据加载

64³体素3D纹理 → Ray Marching 150步 → 灰质/白质密度区分 → 三轴切片
🥽

WebXR沉浸式VR引擎

VR头显里"走进大脑",手柄射线选择脑区,沉浸式神经科学探索

WebXR API → immersive-vr → 手柄控制器 → 射线Raycasting → 脑区交互
🩺

脑病变/病理引擎

35种脑疾病可视化(10大临床分类):神经退行性、脑血管、癫痫、精神情感、肿瘤、感染炎症、发育遗传、颅脑创伤、脱髓鞘等

35种病理模式 + 10大分类标签 → 受影响脑区 + 严重度 + 症状列表 → 脉冲动画覆盖 → EEG/SNN联动
🔬

微观神经元引擎

单神经元3D形态:4种类型(锥体/浦肯野/中间/星形),完整树突+轴突+突触

胞体 → 递归分叉树突 → 轴突 → Ranvier节点 → 突触小泡 → 动作电位动画
🔊

脑声化引擎

把脑电波转成声音,7脑区映射7音调,5频段LFO调制,听见"大脑的声音"

Web Audio API → 7区×7音调 → δ/θ/α/β/γ LFO调制 → 动作电位音效
🔗

43脑区连接组引擎

完整43个脑区连接组数据,含加权连接矩阵、流向分析、社区检测与Hub节点识别

43区 × 43区 = 1849连接 → 加权矩阵 → 社区检测(Louvain) → Hub/富俱乐部分析
🧵

功能连接/纤维束引擎

交互式DTI纤维束追踪,支持功能连接与结构连接分离可视化,多角度探索白质通路

结构连接(解剖纤维) vs 功能连接(统计相关) → 双视口 → 纤维束探查 → 密度映射
🩸

血管网络引擎

程序化生成脑部血管网络,动脉+静脉+毛细血管,血流粒子动画可视化

L-System分岔 → 动脉树+静脉树 → 毛细血管网 → 血流粒子 → 灌注区域映射
🔮

EEG仿真引擎

无需真实硬件即可模拟EEG数据,支持自定义频段组合、噪声叠加、事件相关电位生成

正弦波叠加 → δ/θ/α/β/γ组合 → 1/f噪声 → ERP(P300/N170) → 导出CSV
🧪

神经递质可视化系统

6种主要递质(多巴胺/血清素/乙酰胆碱/去甲肾上腺素/GABA/谷氨酸)在脑区的分布与动态

6递质 × 43脑区 → 受体密度映射 → 合成/再摄取动画 → 药物作用模拟
💬

真实AI对话引擎

集成大语言模型的智能脑科学助手,支持自然语言问答、脑区查询、科研辅助、实时EEG解读

LLM API → 脑科学知识增强 → 上下文记忆 → 脑区/疾病/递质/数据 四维回答
🧠

BCI演示系统

四种经典BCI范式:P300拼写器、运动想象(μ/β节律)、SSVEP(视觉诱发电位)、脑机教育

P300矩阵拼写 → MI左右手分类 → SSVEP 6/8/10/12Hz → 教育注意力监测
🔄

数字孪生大脑

Izhikevich脉冲神经网络 + 个性化参数拟合 + 药物模拟 + 数据同化,创建你的大脑数字副本

Izhikevich SNN(WebWorker) → 个性化参数 → 兴奋/抑制/DA药物模拟 → Kalman数据同化
👥

社区协作系统

脑科学社区:3D快照分享、神经元排行竞赛、自定义实验、教师课堂教学模式

分享→排行→实验编辑器→教师模式(锁定/引导/作业) → WebSocket实时同步
💰

商业化+多语言引擎

三档付费墙(基础/专业/企业)、CSV+EDF+PDF数据导出、性能监控、中英日三语切换、离线PWA

免费/Pro/企业三档 → CSV+EDF+PDF导出 → i18n(zh/en/ja) → 离线PWA → 性能Dashboard
🧠

DeepSeek思维引擎

集成DeepSeek-V4-Flash大模型,支持流式SSE输出、thinking思维链展示、UBS协议通信

DeepSeek-V4-Flash API → SSE流式输出 → thinking思维链 → UBS协议 → 本地回退保障
📷

摄像头视觉引擎

笔记本/外接/USB摄像头实时画面捕获,FaceDetector API人脸检测与表情分析

getUserMedia → 多摄像头切换 → FaceDetector → 人脸框+表情分析 → WebRTC手机相机配对
🎤

语音对话引擎

Web Speech API语音识别 + CosyVoice TTS语音合成,推按即说/持续监听双模式自由切换

Web Speech STT → 推按即说/持续监听 → SpeechRecognition → CosyVoice TTS朗读 → 自动语音唤醒
版本迭代

从0到7.0的完整进化

21个版本,从单文件原型到EEG医疗·HRV反馈·数字孪生脑机接口平台

v0.1
原型验证
单文件844行HTML,验证3D脑可视化可行性
  • Three.js 场景搭建 + OrbitControls 交互
  • 椭球体近似大脑形状(皮层+小脑+脑干)
  • 15000个神经元粒子(拒绝采样分布)
  • 7个脑区颜色编码 + 自转动画
  • Izhikevich 电生理模型 + STDP学习规则
Three.js 单文件HTML Izhikevich模型
v1.0
工程化重构
Vite + ES6 Module 工程化,8大模块拆分
  • 模块拆分:config / anatomy / scene / rendering / interaction / animation / ui / main
  • 鼠标悬停脑区标签 + 点击信息侧边栏
  • 3级密度切换(缩略30% / 适中50% / 完整100%)
  • 底部HUD面板(神经元数量 / FPS / 脑区数量)
  • 加载动画遮罩
Vite ES6 Module InstancedMesh
v1.5
API封装 + 导览 + 搜索
BrainNeuron API类 + 飞行定位 + 科普导览 + 搜索系统
  • BrainNeuron API:flyTo / resetView / startTour / setScale / destroy
  • easeInOutCubic 缓动飞行定位
  • BrainTour 自动巡游7个脑区(每个停留3秒)
  • 顶部搜索栏 + 建议下拉(名称/描述匹配)
  • EventEmitter 事件系统
Public API EventEmitter 缓动动画
v2.0
数据深化 + 可视化升级
真实神经科学数据注入 + Bloom辉光 + 星空背景 + 侧边栏重写
  • 脑区数据扩展:brodmannAreas / neuronRatio / functions(5项) / disorders / connections
  • 侧边栏:功能标签(金色) / 疾病标签(红色) / 连接标签(蓝色) / 数据行
  • EffectComposer + UnrealBloomPass 辉光脉冲
  • 2000粒子星空背景(AdditiveBlending闪烁)
  • neuronCount / volume / layerStructure / evolutionaryAge / neurotransmitters 字段
  • 连接强度条形图 + 神经递质标签
UnrealBloomPass EffectComposer AdditiveBlending
v2.5
交互增强 + 工程加固
键盘快捷键 + WebGL检测 + FPS看门狗 + 品质降级
  • 键盘快捷键:1-7定位脑区 / T导览 / R重置 / ESC关闭
  • 点击外部关闭侧边栏
  • WebGL检测 + 优雅降级
  • Debounced resize(150ms防抖)
  • 3级自动降质:full 2x → medium 1.5x → low 1x
  • HUD品质指示器 + brain:qualityDegrade 自定义事件
FPS Watchdog Auto-LOD WebGL Detect
v3.0
Phase A+B:真实脑几何体 + GPU着色器
程序化脑沟脑回 + 4套自定义GLSL着色器 + Bloom辉光
  • 程序化皮层表面:12条主沟 + gyrification褶皱 + sulcusDepth沟深
  • 小脑8小叶结构 + 脑干圆柱体
  • neuronVertexShader:instanceActivation脉冲 + 体积光散射
  • signalVertexShader:贝塞尔曲线粒子流 + 时间衰减
  • heatmapVertexShader:顶点色映射 + 热力渐变
  • eegWaveVertexShader:波形线 + 频段颜色映射
GLSL ShaderMaterial Procedural Mesh Noise Field
v3.0
Phase C+D+E:信号传播 + 深度交互 + 科研数据
神经信号动画 + 剖面切割 + Connectome纤维束 + Izhikevich模型
  • 信号传播引擎:源脑区 → 连接矩阵 → 贝塞尔路径 → 粒子流
  • 信号衰减 × 延迟传播 × 波前可视化
  • 三轴剖面切割(ClippingPlane x/y/z)
  • 热力图叠加(脑区激活度 → 顶点色映射)
  • Connectome可视化:22条DTI纤维束 + CatmullRom曲线
  • Izhikevich电生理仿真(兴奋/抑制型 + STDP可塑性)
Signal Propagation ClippingPlane Connectome Izhikevich
v3.0
Phase F+G+H:AI助手 + 性能工程 + EEG
AI知识问答 + 自适应性能 + 实时脑电映射
  • AI脑科学助手:知识库 + 规则引擎 + 实时EEG数据解读
  • 脑区功能/疾病/递质三维度智能检索
  • 性能工程:InstancedMesh 1drawCall渲染15000神经元
  • FPS看门狗 3级降质 + pixelRatio自适应
  • EEG实时输入:标准10-20系统 14电极 × 5频段
  • 功率谱分析 → 脑区热力映射 → 3D可视化
AI Assistant 10-20 EEG Power Spectrum GPU Instancing
v4.0
Phase I:860亿神经元多尺度渲染
真实860亿神经元数量,4级LOD自适应密度渲染
  • 860亿神经元系统(大脑皮层160亿 + 小脑690亿)
  • 4级LOD:宏观50万→中观5万→微观5千→纳观200
  • 视距自适应密度:远看云雾近看粒子,到最近看单神经元
  • AdditiveBlending点云 + 自定义GLSL粒子着色器
  • 神经元计数器:真实数量/渲染数量/精度层级/缩放倍率
86B Neurons 4-Level LOD Point Cloud Adaptive Density
v4.0
Phase K:体渲染 Volume Rendering
MRI式光线步进体渲染,像切片一样看脑内部
  • 64³体素3D纹理,模拟真实MRI脑扫描数据
  • 光线步进(Ray Marching) 150步前向累积渲染
  • 灰质/白质密度区分,脑区颜色自动映射
  • 三轴切片模式:X/Y/Z轴实时剖面
  • NIfTI格式预留接口,可加载真实脑扫描数据
Ray Marching Data3DTexture Volume Rendering NIfTI Ready
v4.0
Phase L+M:WebXR沉浸 + 脑病变模式
VR走进大脑 + 35种脑疾病可视化(10大分类)
  • WebXR VR模式:沉浸式漫游大脑内部
  • VR手柄射线选择脑区 + 语音协作
  • 35种病理模式 + 10大分类标签(神经退行性/脑血管/癫痫/精神情感/肿瘤等)
  • 每种疾病:受影响脑区 + 严重度 + 症状列表
  • 病变区域脉冲动画 + 严重度渐变覆盖
WebXR Immersive VR Pathology Disease Models
v4.0
Phase N+O+P:微观+声化+发育
单神经元3D形态 + 听见大脑 + 生命演化时间轴
  • 微观模式:4种神经元形态(锥体/浦肯野/中间/星形)
  • 完整形态:胞体+树突递归分叉+轴突+髓鞘+突触小泡
  • 脑声化:7脑区映射7音调,5频段LFO调制
  • 动作电位音效 + 信号传播跨区音效
  • 脑发育:7个生命阶段(胚胎→老年),缩放+数据演化
Neuron Morphology Sonification Web Audio API Development Timeline
v4.0
Phase Q+R+S:移动端+协作+WebGPU
PWA离线安装 + 多人同屏 + 下一代GPU计算
  • PWA离线:Service Worker缓存 + 桌面安装
  • 移动端:触控优化 + 陀螺仪 + 自适应UI
  • 实时协作:WebSocket多人同屏 + 光标同步 + 标注共享
  • WebGPU检测:计算着色器 + GPU批量神经元更新
  • 自动渲染器降级:WebGPU → WebGL2 → 移动端优化
PWA WebSocket WebGPU Compute Shader
v5.0
Phase J:EEG仿真 + 血管网络 + 神经递质可视化
模拟EEG数据生成、脑部血管网络程序化、6种递质动态分布
  • EEG仿真:正弦波叠加×5频段 + 1/f噪声 + ERP生成
  • 血管网络:L-System分岔动脉树+静脉树+毛细血管网+血流粒子
  • 神经递质:6递质×43脑区受体密度映射+合成/再摄取动画
  • 43脑区连接组:1849连接加权矩阵+社区检测+Hub分析
  • 功能连接/结构连接分离:双视口纤维束探查
EEG Simulation Vascular Network Neurotransmitter L-System
v5.0
Phase K:功能动画场景 + 着陆页 + 截图分享 + 真实AI对话
预置功能动画展示场景、产品着陆页、Canvas截图导出、LLM集成对话
  • 功能动画场景:预置大脑巡游/信号爆发/病理演示等动画模板
  • 着陆页:独立产品介绍首页(23KB),含套餐/授权/升级引导
  • 截图分享:一键Canvas截图导出PNG,带水印和版本信息
  • 真实AI对话:LLM API集成+脑科学知识增强+上下文记忆
  • URL深度链接:?region=frontal 直接定位脑区
LLM Canvas Export Landing Page Deep Link
v6.0
Phase 8-10:EEG面板四模块 + 实时脑电3D可视化
完整EEG分析面板(场景/信号/热力图/连接组),实时脑电数据→3D大脑映射
  • EEG场景面板:电极位置+频段选择+实时波形显示
  • EEG信号面板:多通道波形叠加+频谱分析+事件标记
  • EEG热力图面板:脑区激活度热力映射+时域演化
  • EEG连接组面板:功能连接矩阵+图论指标+社区检测
  • 实时3D映射:EEG数据→3D大脑热力/脉冲/波形三重可视化
EEG Panel Heatmap Connectome Matrix Real-time 3D
v6.0
Phase 11:数字孪生大脑 (Digital Twin)
Izhikevich SNN脉冲神经网络 + WebWorker分离 + 个性化参数拟合 + 药物模拟
  • Izhikevich SNN:8神经集群 × 100神经元,兴奋/抑制型,STDP可塑性
  • WebWorker线程:SNN计算在独立线程,主线程60fps渲染不受影响
  • 个性化参数:膜电容/恢复时间/突触权重/外部输入电流可调
  • 药物模拟:DA/5-HT/ACh激动剂/拮抗剂 → 神经元发放率变化
  • Kalman数据同化:EEG实测数据→SNN状态估计→参数校准
Izhikevich SNN WebWorker Digital Twin Kalman Filter
v6.0
Phase 11.1:DeepSeek思维引擎 + 摄像头视觉 + 语音对话
真实AI思维链推理、笔记本/手机摄像头人脸检测、语音对话交互,三大AI能力重塑数字生命体
  • DeepSeek思维引擎:DeepSeek-V4-Flash流式SSE输出 + thinking思维链展示 + UBS协议
  • 摄像头视觉:笔记本/外接/USB摄像头实时捕获 + FaceDetector人脸检测 + 表情分析
  • 语音对话:Web Speech API STT语音识别 + 推按即说/持续监听双模式 + CosyVoice TTS朗读
  • AI助手重写:从本地关键词引擎升级为DeepSeek+本地回退双引擎架构
  • UI增强:流式打字输出 + thinking思维块折叠展开 + 新工具按钮(camera/voice/thinking)
DeepSeek-V4-Flash SSE Stream FaceDetector Web Speech API CosyVoice TTS
v6.0
BCI演示系统 (P300 / MI / SSVEP / 教育)
四种经典BCI范式在线演示,从算法到可视化的完整闭环
  • P300拼写器:6×6矩阵闪烁 → 叠加平均 → 目标检测 → 文字输出
  • 运动想象(MI):μ/β节律ERD/ERS → 左右手分类 → 3D手部动画
  • SSVEP:6/8/10/12Hz闪烁 → 功率谱峰值检测 → 命令映射
  • 脑机教育:注意力/放松度实时监测 → 游戏化反馈
P300 Speller Motor Imagery SSVEP Neurofeedback
v6.0
社区协作 + 商业化系统
脑科学社区、付费墙三档、多语言、数据导出、性能监控
  • 社区协作:3D快照分享 / 神经元排行 / 实验编辑器 / 教师模式
  • 付费墙:免费/Pro(¥99/月)/企业(¥499/月) 三档功能分级
  • 数据导出:CSV(EEG) / EDF(标准脑电) / PDF(报告) 三种格式
  • 多语言:中文/英文/日文 i18n 完整翻译
  • 性能监控Dashboard + 离线PWA安装
Community Paywall i18n EDF Export
v7.0-beta
Phase 11.2-4:EEG医疗分析 + HRV生物反馈 + 数字孪生深化
专业EEG医学分析引擎、心率变异性HRV训练与神经反馈、NeuroSky eSense情绪桥接,三大临床级生物信号分析模块
  • EEG医疗分析引擎:8频段功率谱分析、脑区匹配度评估、认知状态SOP、医学报告生成
  • HRV生物反馈训练:一致性/共振/放松三模式、实时呼吸引导、心率变异性HRV指标追踪
  • eSense情绪桥接:NeuroSky专注/冥想实时接入 → 3D大脑颜色映射 → 生物反馈闭环
  • 神经反馈(Neurofeedback):实时EEG数据 → 可视化反馈 → 神经自我调节训练
  • 数字孪生深化:药物模拟 + Kalman数据同化 + 认知衰退病理演进
  • MediaPipe面部表情分析:7种情绪几何推断 + head pose追踪 + 三阶降级保障
EEG Medical Engine HRV Biofeedback eSense Bridge Neurofeedback MediaPipe Face Drug Simulation
竞品对比

为什么选择数字神经元

市面上唯一整合3D可视化 + 实时脑电 + AI分析的脑科学平台

功能特性 数字神经元 Muse Direct NeuroSky BrainCo
3D大脑可视化 ✓ 完整 ~ 简单
脑沟脑回真实解剖 ✓ 程序化生成
自定义GLSL着色器 ✓ 4套
神经信号传播动画 ✓ Connectome驱动
脑剖面/切面 ✓ 三轴
热力图叠加 ✓ 实时 ~ 2D ~ 2D
DTI纤维束可视化 ✓ 22条纤维
电生理仿真 ✓ Izhikevich
AI脑科学助手 ✓ 内置
860亿神经元多尺度渲染 ✓ 4级LOD
体渲染(MRI式3D透视) ✓ 光线步进
WebXR VR沉浸式
脑病变/病理模式 ✓ 35种疾病(10分类)
微观单神经元形态 ✓ 4种类型
脑声化(Sonification) ✓ Web Audio
脑发育时间轴 ✓ 7阶段
PWA离线安装
实时多人协作 ✓ WebSocket
WebGPU计算着色器
EEG实时输入 ✓ 10-20系统 ✓ 自有硬件 ✓ 自有硬件 ✓ 自有硬件
Web端无需安装 ✗ 需App ✗ 需App ✗ 需App
开发者API ✓ 公开API ~ 有限SDK ~ 有限SDK
43脑区连接组 ✓ 加权矩阵
血管网络可视化 ✓ L-System
EEG仿真(无需硬件)
神经递质可视化 ✓ 6种递质
真实AI对话(LLM) ✓ 集成
数字孪生大脑(SNN) ✓ Izhikevich
BCI演示系统 ✓ 4种范式
社区协作 ✓ 分享/排行
多语言(中/英/日) ✓ i18n
数据导出(CSV/EDF/PDF) ~ 有限 ~ 有限 ~ 有限
付费墙/商业化 ✓ 三档 ✗ 仅硬件 ✗ 仅硬件 ✗ 仅硬件
技术架构

模块化系统设计

30+个独立模块,按需加载,可扩展

┌───────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ BrainOS v7.0-beta 架构图 ├───────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ 入口层 index.html(着陆页) + app.html(3D应用) + features.html + BrainNeuron API ─────────────────────────────────────────────────────────────────── 渲染层 scene → rendering → shaders → animation → multi-scale → webgpu-renderer │ │ │ │ │ │ 场景/相机 Instanced GLSL RAF循环 860亿LOD WebGPU WebGL检测 Bloom后处理 4套着色器 FPS统计 4级自适应 计算着色器 WebXR切换 体积光散射 信号粒子 脉冲动画 点云渲染 自动降级 ─────────────────────────────────────────────────────────────────── 数据层 config → anatomy → neural-model → eeg → eeg-sim → volume-renderer │ │ │ │ │ │ 全局配置 解剖结构 电生理 EEG EEG仿真 体渲染64³ 脑区数据 程序化mesh Izhikevich 10-20 ERP/P300 光线步进 43区连接组 拒绝采样 STDP学习 功率谱 1/f噪声 NIfTI预留 ─────────────────────────────────────────────────────────────────── 交互层 interaction → interaction-adv → signal → pathology → webxr → bci-demo │ │ │ │ │ │ Raycasting 剖面切割 信号传播 35种病变 VR沉浸 P300/MI Hover标签 热力图 Connectome 症状标注 手柄交互 SSVEP/教育 Click侧边栏 脑区对比 纤维追踪 严重度 射线选择 神经反馈 ─────────────────────────────────────────────────────────────────── 体验层 ui → tour → ai-assistant → microscopic → sonification → development │ │ │ │ │ │ 侧边栏 科普导览 真实LLM对话 单神经元 脑声化 脑发育 HUD面板 飞行定位 脑科学知识库 树突/轴突 7区7音调 7阶段 加载遮罩 7脑区巡游 EEG数据解读 突触/髓鞘 动作电位音效 时间轴 ─────────────────────────────────────────────────────────────────── AI+感知层 deepseek-service → thinking-engine → camera-vision → voice-dialogue │ │ │ │ DeepSeek-V4-Flash 思维链展示 FaceDetector Web Speech STT SSE流式输出 推理过程 人脸检测/表情 CosyVoice TTS UBS协议 思考模式 多摄像头切换 推按即说/持续监听 ─────────────────────────────────────────────────────────────────── 高级层 vascular → neurotransmitters → connectome43 → digital-twin │ │ │ │ 血管网络 6递质分布 1849连接 Izhikevich 血流粒子 受体密度 社区检测 WebWorker 动脉/静脉树 药物作用 富俱乐部 药物+同化 ─────────────────────────────────────────────────────────────────── 平台层 event-emitter → mobile-pwa → collaboration → community → commerce │ │ │ │ │ 事件总线 PWA离线 WebSocket 分享/排行 付费墙 解耦通信 桌面安装 多人同屏 实验/竞赛 数据导出 自定义事件 陀螺仪 光标同步 教师模式 多语言 └───────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
模块清单

30+ 模块完整说明

每个模块职责明确、接口清晰、可独立测试

⚙️

config.js

全局配置中心:版本、神经元参数、解剖参数、相机、脑区数据、神经递质、连接矩阵

7个脑区 × 15字段 = 105项参数化配置
🧠

anatomy.js

解剖结构引擎:程序化脑表面生成、神经元位置分布、脑区边界定义

generateCorticalSurface() → 噪声场 + 12主沟 → 动态mesh
🎨

rendering.js

渲染引擎:InstancedMesh神经元、Bloom辉光、星空背景、程序化脑表面mesh

15000 neurons → 1 drawCall → ShaderMaterial + UnrealBloomPass
🎥

scene.js

Three.js场景:相机、渲染器、OrbitControls、灯光、WebGL检测

PerspectiveCamera(45°) + AmbientLight + DirectionalLight
💫

shaders.js

4套自定义GLSL着色器:神经元脉冲、信号传播粒子、热力图、EEG波形

vertex + fragment × 4 = 8段着色器代码

signal.js

信号传播系统:Connectome驱动、贝塞尔路径、粒子流、衰减传播

fireSignal(source, target) → 贝塞尔3点 → 粒子流 × 衰减
🖱️

interaction.js

基础交互:Raycasting、Hover标签、Click侧边栏、键盘快捷键

PointerEvent → Raycaster → 脑区命中 → 标签/侧边栏
🔬

interaction-advanced.js

高级交互:三轴剖面切割、热力图叠加、脑区对比分析

ClippingPlane × 3轴 + heatmapOverlay + vertexColor mapping
🔄

animation.js

动画循环:RAF循环、自转、FPS统计、脉冲动画、信号/EEG更新

requestAnimationFrame → deltaTime → 神经元脉冲 + 信号传播 + EEG映射
📊

neural-model.js

神经科学模型:Izhikevich电生理仿真、STDP学习规则、Connectome数据

v' = 0.04v²+5v+140-u+I → STDP Δw = A±×e^(−|Δt|/τ)
📡

eeg.js

EEG输入引擎:10-20电极系统、5频段分析、功率谱计算、3D热力映射

14电极 × δ(0.5-4) / θ(4-8) / α(8-13) / β(13-30) / γ(30-100)Hz
🤖

ai-assistant.js

AI脑科学助手:知识库、规则引擎、实时数据解读、脑区三维度检索

query(input) → 关键词匹配 → 知识库检索 → 结构化回答
🖥️

ui.js

UI组件:加载遮罩、脑区标签弹出框、信息侧边栏、HUD面板

showSidebar(region) → 功能/疾病/递质/连接/数据 五区渲染
🧭

tour.js

科普导览系统:自动巡游7脑区、飞行定位、easeInOutCubic缓动

startTour() → 7脑区 × 3秒停留 → 飞行过渡 → 结束回调
🔌

brain-neuron.js

公开API类:BrainNeuron(container, config),flyTo/resetView/startTour/destroy等

new BrainNeuron(el, opts) → 17模块编排 → 公共方法 + 事件
📡

event-emitter.js

轻量级事件总线:on/off/emit/removeAllListeners,模块间解耦通信

EventEmitter → brain:qualityDegrade / brain:activateRegion
🚀

main.js

入口编排:初始化23模块、事件绑定、键盘快捷键、工具栏交互、品质切换

init() → scene → rendering → interaction → signal → EEG → AI → loop
🌌

multi-scale.js

860亿多尺度渲染:4级LOD自适应密度,视距驱动粒子云到单神经元切换

86B neurons → 宏观50万/中观5万/微观5千/纳观200 → AdditiveBlending点云
🫧

volume-renderer.js

体渲染引擎:64³体素3D纹理、光线步进150步、灰质/白质密度区分、三轴切片

Data3DTexture → Ray Marching → 前向累积 → NIfTI格式预留
🥽

webxr.js

WebXR沉浸式VR:VR头显漫游、手柄射线选择、语音协作、沉浸式神经科学探索

navigator.xr → immersive-vr → 手柄控制器 → 射线Raycasting
🩺

pathology.js

脑病变引擎:35种病理模式(10大分类:神经退行性/脑血管/癫痫/精神情感/肿瘤/感染炎症/发育遗传/颅脑创伤/脱髓鞘/其他)

DISEASE_CATEGORIES + getDiseasesByCategory(categoryId) → 分类标签栏→疾病列表→受影响脑区+严重度+症状+EEG/SNN联动
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microscopic.js

微观神经元:4种形态(锥体/浦肯野/中间/星形),完整树突+轴突+髓鞘+突触

胞体球体 → 递归分叉树突 → 轴突 → Ranvier节点 → 突触小泡
🔊

sonification.js

脑声化引擎:7脑区7音调、5频段LFO调制、动作电位音效、信号传播跨区音效

Web Audio API → OscillatorNode × 7 → LFO调制 → 跨区音效
🕐

brain-development.js

脑发育时间轴:7个生命阶段(胚胎→婴儿→儿童→少年→青年→成人→老年)

setStage(age) → 缩放因子 + 突触密度 + 髓鞘化程度 + 认知数据
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mobile-pwa.js

移动端+PWA:触控优化、陀螺仪控制、Service Worker离线缓存、桌面安装

manifest.json + SW缓存 → 触控手势 → DeviceOrientation → 离线可用
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collaboration.js

实时协作:WebSocket多人同屏、光标同步、标注共享、语音频道

WebSocket → 用户光标 + 标注 + 选区 → 实时广播 → 状态同步

webgpu-renderer.js

WebGPU渲染引擎:计算着色器、GPU批量神经元更新、自动降级到WebGL2

navigator.gpu → ComputeShader → 批量neuron update → WebGPU→WebGL2降级
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vascular.js

血管网络引擎:L-System程序化生成脑部动脉树+静脉树+毛细血管网+血流粒子动画

L-System分岔 → 动脉树 → 静脉树 → 毛细血管 → 血流粒子 → 灌注区域映射
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neurotransmitters.js

神经递质系统:6种递质(DA/5-HT/ACh/NE/GABA/Glu)的43脑区受体密度分布与动态模拟

6递质×43脑区 → 受体密度热力图 → 合成/再摄取动画 → 药物作用模拟
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connectome43.js

43脑区连接组引擎:1849连接加权矩阵、社区检测(Louvain)、Hub/富俱乐部分析

43×43加权矩阵 → Louvain社区检测 → Hub/参与系数 → 连通性条形图
🔮

eeg-sim.js

EEG仿真引擎:无需硬件的脑电模拟器,5频段任意组合+噪声+事件相关电位生成

正弦波叠加 → γ/β/α/θ/δ任意组合 → 1/f噪声 → ERP(P300/N170) → CSV导出
💬

ai-chat.js

真实AI对话引擎:LLM API集成+脑科学知识增强+上下文记忆+EEG数据解读能力

LLM API → 脑科学知识库RAG → session记忆 → 脑区/疾病/递质/EEG四维回答
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landing-page.js

产品着陆页系统:独立首页(23KB)+套餐展示+授权管理+升级引导+截图分享

index.html(着陆) → 三档套餐 → 授权激活 → Canvas截图 → URL深度链接
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medical-analysis.js

EEG医疗分析引擎:8频段功率谱、脑区匹配度评估、认知状态SOP自动判定、医学PDF报告

δ/θ/α/β/γ频段 → 脑区匹配度(43区) → 认知状态评估 → PDF医学报告生成
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hrv-training.js

HRV生物反馈训练:一致性/共振/放松三模式切换、心率变异性实时追踪、呼吸引导动画、训练统计

HRV一致性模式/共振模式/放松模式 → 呼吸引导pacer → 训练历史统计 → 生物反馈闭环
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neurofeedback.js

NeuroSky神经反馈:eSense专注/冥想实时接入、NeuroSky/开放式/Mock三模式、8频段实时功率谱

eSense(Attention/Meditation) → 频段功率谱 → 3D大脑实时映射 → 神经自我调节训练
🎯

emotion-engine.js

情感人格引擎:多巴胺/血清素/去甲肾上腺素三池神经递质模拟 → 2PAD模型 → 6情绪映射

3递质池(自然衰减) → PAD(愉悦/唤醒/支配) → 6基本情绪+人格长期累积 → 3D脑区颜色叠加
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face-analysis.py (Backend)

MediaPipe面部表情分析:FaceLandmarker 468点 → 7种情绪几何推断 + head pose solvePnP追踪

MediaPipe FaceLandmarker → 7情绪(快乐/悲伤/愤怒/惊讶/恐惧/厌恶/中性) → head pose(偏航/俯仰/翻滚)
🧠

bci-demo.js

BCI演示系统:P300拼写器/MI左右手分类/SSVEP频率检测/注意力教育反馈

P300(6×6矩阵+叠加平均) / MI(ERD/ERS+CSP) / SSVEP(FFT峰值) / 教育(注意力)
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digital-twin.js

数字孪生大脑:Izhikevich SNN(WebWorker)+个性化参数+药物模拟+Kalman数据同化

Izhikevich 8群×100神经元 → WebWorker并行 → 兴奋/抑制/DA模拟 → Kalman同化
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community.js

社区协作系统:3D快照分享、神经元排行竞赛、实验编辑器、教师课堂教学模式

分享→排行→实验编辑器→教师模式(锁定/引导/作业) → WebSocket实时同步
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commerce.js

商业化引擎:三档付费墙、CSV+EDF+PDF数据导出、性能监控、中英日多语言、离线PWA

免费/Pro/企业三档 → CSV+EDF+PDF导出 → i18n(zh/en/ja) → 离线PWA → 性能Dashboard
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deepseek-service.js + thinking-engine.js

DeepSeek思维引擎:DeepSeek-V4-FlashAPI + SSE流式输出 + UBS协议 + thinking思维链展示

DeepSeek-V4-Flash → SSE流式 → UBS协议通信 → thinking块(可折叠) → 本地回退
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camera-vision.js

摄像头视觉引擎:笔记本/外接/USB/手机摄像头实时捕获、FaceDetector人脸检测与表情分析

getUserMedia → 多摄像头切换 → FaceDetector API → 人脸框+表情 → WebRTC手机配对
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voice-dialogue.js

语音对话引擎:Web Speech API语音识别 + 推按即说/持续监听 + CosyVoice TTS语音合成

Web Speech STT → 推按即说/持续监听 → SpeechRecognition → CosyVoice TTS朗读

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