腦控基于腦機(jī)接口的人機(jī)融合控制一、本文概述隨著科技的飛速發(fā)展，人機(jī)交互方式正在經(jīng)歷前所未有的變革。特別是近年來，腦機(jī)接口（BMI）技術(shù)的出現(xiàn)和不斷成熟，為人類與機(jī)器之間建立起更加直接、高效的溝通橋梁提供了可能。本文將重點(diǎn)探討基于腦機(jī)接口的人機(jī)融合控制，即“腦控”技術(shù)，在理論與實(shí)踐層面的發(fā)展現(xiàn)狀、面臨的挑戰(zhàn)以及未來的應(yīng)用前景。文章首先將對(duì)腦控技術(shù)的基本概念進(jìn)行界定，明確其在人機(jī)交互領(lǐng)域中的重要地位。隨后，將詳細(xì)介紹腦控技術(shù)的基本原理和實(shí)現(xiàn)方式，包括腦電信號(hào)的采集、處理與解析，以及如何將這些信號(hào)轉(zhuǎn)化為機(jī)器可識(shí)別的指令。在此基礎(chǔ)上，文章將深入探討人機(jī)融合控制的理論框架和關(guān)鍵技術(shù)，如腦電信號(hào)解碼、意圖識(shí)別、控制策略優(yōu)化等。文章還將對(duì)腦控技術(shù)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用案例進(jìn)行梳理和分析，如醫(yī)療康復(fù)、航空航天、智能家居等。通過這些案例，讀者可以更加直觀地了解腦控技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和社會(huì)影響。文章還將對(duì)腦控技術(shù)發(fā)展過程中面臨的挑戰(zhàn)和問題進(jìn)行深入剖析，如信號(hào)穩(wěn)定性、用戶適應(yīng)性、倫理法規(guī)等，以期為未來研究提供有益的參考和啟示。文章將展望腦控技術(shù)的未來發(fā)展趨勢和研究方向，包括腦電信號(hào)處理技術(shù)的創(chuàng)新、多模態(tài)交互方式的發(fā)展、以及跨學(xué)科合作模式的探索等。通過本文的闡述，讀者可以對(duì)腦控基于腦機(jī)接口的人機(jī)融合控制有一個(gè)全面而深入的了解，為相關(guān)領(lǐng)域的研究和實(shí)踐提供有益的借鑒和指導(dǎo)。二、腦機(jī)接口技術(shù)基礎(chǔ)腦機(jī)接口（BMI，Brn-MachineInterface）是一種直接連接大腦與外部設(shè)備的系統(tǒng)，它能夠?qū)⒋竽X的活動(dòng)轉(zhuǎn)化為機(jī)器可理解的命令，反之亦然。這種接口的建立依賴于神經(jīng)科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的交叉融合。BMI的核心目標(biāo)是通過解碼大腦活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)人類意圖向機(jī)器命令的轉(zhuǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)人機(jī)之間的高效溝通和控制。在BMI中，最為關(guān)鍵的是大腦信號(hào)的獲取與解析。這通常涉及到電生理信號(hào)的采集，如腦電圖（EEG）、腦磁圖（MEG）、局部場電位（LFP）以及單神經(jīng)元放電等。這些信號(hào)反映了大腦在處理信息時(shí)的電活動(dòng)，是BMI解碼大腦意圖的基礎(chǔ)。解碼大腦信號(hào)是BMI技術(shù)的核心挑戰(zhàn)之一。研究者們通過模式識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)等算法，對(duì)采集到的大腦信號(hào)進(jìn)行處理和分析，以提取出與特定意圖或動(dòng)作相關(guān)的特征。這些特征進(jìn)一步被轉(zhuǎn)化為控制命令，用以驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備。除了信號(hào)解碼，BMI還需要考慮如何有效地將機(jī)器的狀態(tài)和反饋信息傳遞回大腦，形成閉環(huán)控制。這通常涉及到感覺替代技術(shù)，如通過觸覺、視覺或聽覺反饋，使操作者能夠感知到機(jī)器的狀態(tài)和外部環(huán)境。BMI技術(shù)的發(fā)展歷程中，經(jīng)歷了從簡單到復(fù)雜，從離線到在線的過程。早期的BMI系統(tǒng)大多基于離線數(shù)據(jù)分析，即先采集大腦信號(hào)，再進(jìn)行分析處理。隨著技術(shù)的發(fā)展，實(shí)時(shí)在線的BMI系統(tǒng)逐漸成為主流，它們能夠?qū)崟r(shí)解碼大腦信號(hào)并驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了更為自然和高效的人機(jī)交互。在人機(jī)融合控制中，BMI發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它不僅能夠擴(kuò)展人類的感覺和運(yùn)動(dòng)能力，還能夠通過優(yōu)化算法和反饋機(jī)制，提高操作者的操作精度和效率。BMI技術(shù)也面臨著諸多挑戰(zhàn)，如信號(hào)穩(wěn)定性、解碼精度、用戶適應(yīng)性等問題，這些都需要研究者們不斷探索和創(chuàng)新。腦機(jī)接口技術(shù)作為連接大腦與外部世界的橋梁，為人機(jī)融合控制提供了可能。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，BMI有望在未來發(fā)揮更加重要的作用，推動(dòng)人機(jī)交互技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展。三、腦控人機(jī)融合控制的基本原理腦控人機(jī)融合控制，也稱為腦機(jī)接口（BMI）或腦控技術(shù)，是一種將人類大腦活動(dòng)與外部環(huán)境或機(jī)器設(shè)備直接相連的技術(shù)。其基本原理在于通過捕捉大腦產(chǎn)生的神經(jīng)信號(hào)，解碼并轉(zhuǎn)化為機(jī)器可理解和執(zhí)行的控制指令，從而實(shí)現(xiàn)人類意圖對(duì)外部設(shè)備的直接操控。這種控制方式不僅提高了人機(jī)交互的自然性和直觀性，還擴(kuò)展了人類的感知和行動(dòng)能力。信號(hào)采集：需要通過腦電圖（EEG）、腦磁圖（MEG）或植入式電極等技術(shù)手段，從大腦皮層中采集神經(jīng)電信號(hào)。這些信號(hào)反映了大腦在處理外部信息或產(chǎn)生內(nèi)部意圖時(shí)的神經(jīng)活動(dòng)模式。信號(hào)處理與解碼：采集到的原始神經(jīng)信號(hào)通常包含大量的噪聲和干擾，需要通過信號(hào)處理算法進(jìn)行濾波和特征提取，以提取出與特定意圖或動(dòng)作相關(guān)的特征信號(hào)。隨后，利用解碼算法將這些特征信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)器可執(zhí)行的控制指令，如運(yùn)動(dòng)軌跡、力度或速度等。機(jī)器執(zhí)行與反饋：解碼后的控制指令被發(fā)送至外部設(shè)備，如機(jī)械臂、假肢、輪椅或虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備等，使其按照人類意圖執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。同時(shí)，外部設(shè)備的狀態(tài)信息或環(huán)境感知數(shù)據(jù)也可以實(shí)時(shí)反饋給大腦，以便人類操作者在操作過程中隨時(shí)調(diào)整策略或修正錯(cuò)誤。學(xué)習(xí)與適應(yīng)：腦控人機(jī)融合控制系統(tǒng)還需要具備學(xué)習(xí)和適應(yīng)能力，以應(yīng)對(duì)不同操作者、不同任務(wù)或不同環(huán)境帶來的挑戰(zhàn)。通過學(xué)習(xí)算法，系統(tǒng)可以逐漸適應(yīng)操作者的神經(jīng)活動(dòng)模式，提高解碼精度和效率；同時(shí)，通過適應(yīng)性控制策略，系統(tǒng)還可以根據(jù)任務(wù)和環(huán)境的變化自動(dòng)調(diào)整控制參數(shù)和策略，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能。腦控人機(jī)融合控制的基本原理是通過捕捉和解析大腦神經(jīng)信號(hào)來實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的直接操控，并通過學(xué)習(xí)與適應(yīng)機(jī)制來不斷提高系統(tǒng)的性能和適應(yīng)性。這種技術(shù)為人機(jī)交互提供了新的可能性和前景，有望在醫(yī)療康復(fù)、輔助設(shè)備、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。四、腦控人機(jī)融合控制的關(guān)鍵技術(shù)腦控基于腦機(jī)接口的人機(jī)融合控制技術(shù)的核心在于一系列關(guān)鍵技術(shù)的突破。這些技術(shù)涵蓋了腦電信號(hào)采集與處理、腦電信號(hào)解碼與識(shí)別、人機(jī)接口設(shè)計(jì)與優(yōu)化以及人機(jī)融合控制策略等方面。腦電信號(hào)采集與處理是腦控人機(jī)融合控制的基礎(chǔ)。通過高精度的腦電采集設(shè)備，如腦電圖儀（EEG）和腦磁圖儀（MEG），能夠?qū)崟r(shí)獲取大腦活動(dòng)產(chǎn)生的微弱電信號(hào)。這些信號(hào)中蘊(yùn)含了豐富的神經(jīng)活動(dòng)信息，是后續(xù)解碼和識(shí)別的基礎(chǔ)。為了獲取高質(zhì)量的腦電信號(hào)，需要采用先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)，如濾波、去噪和偽跡消除等，以消除各種干擾和噪聲。腦電信號(hào)解碼與識(shí)別是實(shí)現(xiàn)腦控人機(jī)融合控制的關(guān)鍵。通過對(duì)采集到的腦電信號(hào)進(jìn)行解碼，可以提取出反映大腦意圖和決策的神經(jīng)活動(dòng)模式。這些模式可以被轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可理解的指令，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的控制。為了實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的信號(hào)解碼和識(shí)別，需要采用先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)和模式識(shí)別算法，如深度學(xué)習(xí)、支持向量機(jī)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。這些算法可以對(duì)大量的腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，以提取出有用的信息和特征。再次，人機(jī)接口設(shè)計(jì)與優(yōu)化是提升腦控人機(jī)融合控制性能的重要環(huán)節(jié)。人機(jī)接口作為大腦與外部設(shè)備之間的橋梁，其設(shè)計(jì)直接影響著腦控系統(tǒng)的可用性和舒適性。一個(gè)好的人機(jī)接口應(yīng)該能夠提供直觀、自然的交互方式，使得用戶能夠輕松地通過大腦意圖來控制外部設(shè)備。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要采用人機(jī)交互設(shè)計(jì)原則和優(yōu)化算法，對(duì)人機(jī)接口進(jìn)行持續(xù)的改進(jìn)和優(yōu)化。人機(jī)融合控制策略是實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定控制的核心。在人機(jī)融合控制系統(tǒng)中，大腦和外部設(shè)備需要協(xié)同工作以完成復(fù)雜的任務(wù)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要采用先進(jìn)的控制理論和算法，如自適應(yīng)控制、魯棒控制和最優(yōu)控制等。這些算法可以根據(jù)任務(wù)需求和系統(tǒng)狀態(tài)調(diào)整控制策略，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的控制效果。腦控基于腦機(jī)接口的人機(jī)融合控制技術(shù)涉及到多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的融合與創(chuàng)新。隨著這些技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，腦控人機(jī)融合控制將在未來發(fā)揮出更大的潛力，為人類提供更高效、便捷的人機(jī)交互方式。五、腦控人機(jī)融合控制的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用腦控基于腦機(jī)接口的人機(jī)融合控制作為一種前沿技術(shù)，已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用，展現(xiàn)出巨大的潛力和價(jià)值。以下是對(duì)其實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用的詳細(xì)探討。在實(shí)驗(yàn)方面，腦控人機(jī)融合控制主要依賴于高精度的腦電信號(hào)采集設(shè)備和非侵入式腦機(jī)接口技術(shù)。通過設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)范式，研究人員可以探究不同腦區(qū)在特定任務(wù)中的激活模式，進(jìn)而解碼出對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)意圖或操作指令。例如，在一項(xiàng)涉及運(yùn)動(dòng)控制的實(shí)驗(yàn)中，參與者通過想象特定的肢體動(dòng)作來控制外部設(shè)備，如機(jī)器人手臂或虛擬角色。通過分析腦電信號(hào)中的模式，研究人員成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)參與者意圖的解碼，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)外部設(shè)備的精確控制。在應(yīng)用方面，腦控人機(jī)融合控制已經(jīng)在醫(yī)療康復(fù)、游戲娛樂和軍事航空等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。在醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域，腦控技術(shù)可以幫助偏癱患者恢復(fù)運(yùn)動(dòng)功能，提高他們的生活質(zhì)量。通過腦機(jī)接口，患者可以直接用大腦控制假肢或外骨骼設(shè)備，進(jìn)行日常生活動(dòng)作的訓(xùn)練和執(zhí)行。在游戲娛樂領(lǐng)域，腦控技術(shù)為玩家提供了全新的交互方式，如通過想象特定的動(dòng)作來控制游戲角色的移動(dòng)和攻擊。這種全新的交互方式不僅增強(qiáng)了游戲的沉浸感和趣味性，還為殘障人士提供了更便捷的游戲體驗(yàn)。在軍事航空領(lǐng)域，腦控技術(shù)有望為飛行員提供更直觀、更快速的控制方式，提高作戰(zhàn)效能和安全性。然而，盡管腦控人機(jī)融合控制在實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用中取得了顯著的成果，但仍面臨著許多挑戰(zhàn)和限制。例如，腦電信號(hào)的采集和分析技術(shù)仍有待提高，以提高解碼的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。腦控技術(shù)的普及和推廣還需要克服倫理、法律和社會(huì)接受度等方面的障礙。腦控基于腦機(jī)接口的人機(jī)融合控制作為一種前沿技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用中展現(xiàn)出了巨大的潛力和價(jià)值。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，我們有理由相信，腦控技術(shù)將在未來為人類社會(huì)帶來更多創(chuàng)新和變革。六、總結(jié)和展望隨著科技的不斷發(fā)展，腦機(jī)接口（BMI）技術(shù)已經(jīng)成為一種具有廣闊應(yīng)用前景的新型人機(jī)交互方式。本文詳細(xì)探討了基于腦機(jī)接口的人機(jī)融合控制技術(shù)，從理論到實(shí)踐，對(duì)其進(jìn)行了全面的分析。在理論層面，我們深入研究了腦電信號(hào)的處理方法，包括信號(hào)的采集、預(yù)處理、特征提取以及分類識(shí)別等關(guān)鍵步驟。通過不斷優(yōu)化算法，我們成功提高了腦電信號(hào)的處理效率和準(zhǔn)確性，為后續(xù)的人機(jī)融合控制提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在實(shí)踐應(yīng)用方面，我們?cè)O(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了多種基于腦機(jī)接口的人機(jī)融合控制系統(tǒng)，如智能輪椅、假肢控制等。這些系統(tǒng)的成功應(yīng)用不僅驗(yàn)證了我們的理論研究成果，也展示了腦機(jī)接口技術(shù)在改善人類生活質(zhì)量方面的巨大潛力。然而，盡管我們?cè)谀X機(jī)接口技術(shù)方面取得了一定的成果，但仍然存在許多挑戰(zhàn)和問題需要解決。腦電信號(hào)的復(fù)雜性和不穩(wěn)定性使得信號(hào)處理的難度增加，我們需要進(jìn)一步研究和優(yōu)化信號(hào)處理方法，提高信號(hào)的質(zhì)量和穩(wěn)定性。腦機(jī)接口技術(shù)的安全性和可靠性也是我們需要關(guān)注的重要問題，只有在保證用戶安全的前提下，才能推動(dòng)該技術(shù)的廣泛應(yīng)用。如何將腦機(jī)接口技術(shù)與其他先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)出更加智能、高效的人機(jī)融合控制系統(tǒng)，也是我們未來研究的重要方向。展望未來，我們相信基于腦機(jī)接口的人機(jī)融合控制技術(shù)將會(huì)在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用和發(fā)展。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新，我們將能夠開發(fā)出更加智能、高效的人機(jī)融合控制系統(tǒng)，為人類創(chuàng)造更加美好的生活。我們也期待與更多的研究者和企業(yè)合作，共同推動(dòng)腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。參考資料：隨著科技的快速發(fā)展，人類與機(jī)器的交互方式正發(fā)生著深刻的變化。近年來，腦機(jī)接口技術(shù)的突飛猛進(jìn)，讓我們看到了一個(gè)全新的未來，一個(gè)腦機(jī)接口與相互融合的時(shí)代正在悄然開啟。腦機(jī)接口，簡單來說，就是直接在大腦與外部設(shè)備之間建立通信通道。這種技術(shù)能夠讓人類通過思考直接控制機(jī)器，從而實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的無縫對(duì)接。在這個(gè)過程中，人工智能的角色不可或缺。它既是腦機(jī)接口技術(shù)的關(guān)鍵組成部分，也是實(shí)現(xiàn)人機(jī)共融的重要推動(dòng)力。在醫(yī)療領(lǐng)域，腦機(jī)接口的應(yīng)用已經(jīng)取得了顯著的成果。通過腦機(jī)接口，患者可以控制假肢、輪椅等設(shè)備，改善生活質(zhì)量。同時(shí)，對(duì)于一些神經(jīng)系統(tǒng)疾病，如帕金森病、癲癇等，腦機(jī)接口技術(shù)也有望成為治療的新手段。然而，腦機(jī)接口技術(shù)的潛力遠(yuǎn)不止于此。在娛樂、教育、工業(yè)等領(lǐng)域，腦機(jī)接口同樣有著廣泛的應(yīng)用前景。例如，在游戲產(chǎn)業(yè)中，腦機(jī)接口可以讓玩家通過思考直接控制游戲角色，帶來全新的游戲體驗(yàn)。在教育領(lǐng)域，腦機(jī)接口可以幫助教師更好地理解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，從而制定出更有效的教學(xué)策略。在工業(yè)生產(chǎn)中，腦機(jī)接口可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)同作業(yè)，提高生產(chǎn)效率。當(dāng)然，腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展也面臨著一些挑戰(zhàn)。如何提高腦機(jī)接口的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性？如何保護(hù)用戶的隱私和安全？如何讓更多的人受益于腦機(jī)接口技術(shù)？這些都是我們需要深入思考和解決的問題。展望未來，腦機(jī)接口與的融合將為人類帶來前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。在這個(gè)過程中，我們需要不斷探索、創(chuàng)新、實(shí)踐，努力實(shí)現(xiàn)人機(jī)共融的美好愿景。我們也需要保持警惕，確保技術(shù)的發(fā)展不會(huì)對(duì)人類造成傷害。只有這樣，我們才能真正地駕馭這一強(qiáng)大的技術(shù)，讓人類的生活變得更加美好。腦機(jī)接口（BMI）是一種將神經(jīng)信號(hào)與計(jì)算機(jī)或機(jī)器人交互的技術(shù)，有助于恢復(fù)感覺、運(yùn)動(dòng)等功能，甚至可能實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器之間的直接交流。隨著科技的不斷進(jìn)步，腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展日新月異，然而標(biāo)準(zhǔn)化在其發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。本文將探討腦機(jī)接口標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)與未來。自20世紀(jì)90年代腦機(jī)接口概念提出以來，其發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了幾個(gè)階段。腦機(jī)接口技術(shù)的廣泛應(yīng)用將有助于解決諸多難題，如醫(yī)療、通信、智能控制等領(lǐng)域。然而，這一領(lǐng)域仍面臨著諸如技術(shù)多樣性、缺乏標(biāo)準(zhǔn)化框架等挑戰(zhàn)。標(biāo)準(zhǔn)化是推動(dòng)腦機(jī)接口技術(shù)發(fā)展的必要條件。標(biāo)準(zhǔn)化有利于技術(shù)進(jìn)步，確保各研究團(tuán)隊(duì)之間的研究成果共享和交流，進(jìn)而推動(dòng)整體技術(shù)水平的提升。標(biāo)準(zhǔn)化能提高產(chǎn)品質(zhì)量和安全性，降低可能的風(fēng)險(xiǎn)。標(biāo)準(zhǔn)化還能降低腦機(jī)接口技術(shù)的應(yīng)用成本，有利于技術(shù)的普及和推廣。雖然腦機(jī)接口技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)體系正在不斷完善，但目前仍存在一些問題。例如，不同研究團(tuán)隊(duì)采用的技術(shù)方案不統(tǒng)一，導(dǎo)致研究成果難以共享和比較。知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)問題也為標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程帶來了一定困難。從技術(shù)研究、市場前景、社會(huì)價(jià)值等多個(gè)角度，腦機(jī)接口標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展的未來充滿希望。隨著越來越多的人這一領(lǐng)域，腦機(jī)接口技術(shù)將有望在醫(yī)療、通信、智能控制等諸多領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。標(biāo)準(zhǔn)化將進(jìn)一步推動(dòng)技術(shù)普及和應(yīng)用，而技術(shù)的進(jìn)步也將帶動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的更新和完善。在市場前景方面，腦機(jī)接口技術(shù)的應(yīng)用范圍廣泛。例如，在醫(yī)療領(lǐng)域，腦機(jī)接口可用于康復(fù)治療、疾病診斷和藥物研發(fā)；在通信領(lǐng)域，腦機(jī)接口可以實(shí)現(xiàn)人-人、人-機(jī)直接交流，提高通信效率；在智能控制領(lǐng)域，腦機(jī)接口可幫助實(shí)現(xiàn)智能家居、智能交通等。標(biāo)準(zhǔn)化將有助于這些應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展，同時(shí)也會(huì)帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的繁榮。在社會(huì)價(jià)值方面，腦機(jī)接口技術(shù)的應(yīng)用對(duì)人類社會(huì)的影響深遠(yuǎn)。例如，在養(yǎng)老護(hù)理領(lǐng)域，腦機(jī)接口可以幫助老年人實(shí)現(xiàn)自主生活，減輕社會(huì)負(fù)擔(dān)；在教育領(lǐng)域，通過腦機(jī)接口技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)過程的實(shí)時(shí)反饋和調(diào)整，提高教育質(zhì)量。隨著標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程的推進(jìn)，這些社會(huì)價(jià)值將得到更好的體現(xiàn)。標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要。雖然現(xiàn)階段標(biāo)準(zhǔn)化工作還存在諸多問題，但是隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和社會(huì)的不斷發(fā)展，腦機(jī)接口標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展將有望實(shí)現(xiàn)更大的突破。未來，我們需要更加重視標(biāo)準(zhǔn)化工作，通過完善標(biāo)準(zhǔn)體系、統(tǒng)一技術(shù)方案、加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等方式，推動(dòng)腦機(jī)接口技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用普及。我們也需要從多角度腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展，不斷拓展其應(yīng)用領(lǐng)域和社會(huì)價(jià)值。腦機(jī)接口（Brain-MachineInterface，BMI；BrainComputerInterface，BCI），指在人或動(dòng)物大腦與外部設(shè)備之間創(chuàng)建的直接連接，實(shí)現(xiàn)腦與設(shè)備的信息交換。這一概念其實(shí)早已有之，但直到上世紀(jì)九十年代以后，才開始有階段性成果出現(xiàn)。腦機(jī)接口技術(shù)是一種變革性的人機(jī)交互技術(shù)。其作用機(jī)制是繞過外周神經(jīng)和肌肉，直接在大腦與外部設(shè)備之間建立全新的通信與控制通道。它通過捕捉大腦信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)信息的傳輸和控制。2023年，科學(xué)家們開發(fā)了可以將神經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為接近正常對(duì)話速度的語句的腦機(jī)接口。全球首例非人靈長類動(dòng)物介入式腦機(jī)接口試驗(yàn)在北京獲得成功，促進(jìn)了介入式腦機(jī)接口從實(shí)驗(yàn)室前瞻性研究向臨床應(yīng)用邁進(jìn)。隨著腦科學(xué)、人工智能和材料學(xué)的發(fā)展，腦機(jī)接口技術(shù)的不斷進(jìn)步，它將在提高患者生活質(zhì)量、促進(jìn)個(gè)性化和精準(zhǔn)化醫(yī)療方面發(fā)揮重要的作用。2024年1月29日，首例人類接受了腦機(jī)接口公司Neuralink的植入物，目前恢復(fù)良好。初步結(jié)果顯示神經(jīng)元尖峰檢測（neuronspikedetection）表現(xiàn)出良好的前景。腦機(jī)接口，有時(shí)也稱作“大腦端口”directneuralinterface或者“腦機(jī)融合感知”brain-machineinterface，它是在人或動(dòng)物腦（或者腦細(xì)胞的培養(yǎng)物）與外部設(shè)備間建立的直接連接通路。在單向腦機(jī)接口的情況下，計(jì)算機(jī)或者接受腦傳來的命令，或者發(fā)送信號(hào)到腦（例如視頻重建），但不能同時(shí)發(fā)送和接收信號(hào)。而雙向腦機(jī)接口允許腦和外部設(shè)備間的雙向信息交換。腦機(jī)接口是一種在腦與外部設(shè)備之間建立直接的通信渠道。其信號(hào)來自中樞神經(jīng)系統(tǒng)，傳播中不依賴于外周的神經(jīng)與肌肉系統(tǒng)。常用于輔助、增強(qiáng)、修復(fù)人體的感覺–運(yùn)動(dòng)功能或提升人機(jī)交互能力。在該定義中，“腦”一詞意指有機(jī)生命形式的腦或神經(jīng)系統(tǒng)，而并非僅僅是“mind”。“機(jī)”意指任何處理或計(jì)算的設(shè)備，其形式可以從簡單電路到硅芯片。對(duì)腦機(jī)接口的研究已持續(xù)了超過40年了。20世紀(jì)90年代中期以來，從實(shí)驗(yàn)中獲得的此類知識(shí)顯著增長。在多年來動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐基礎(chǔ)上，應(yīng)用于人體的早期植入設(shè)備被設(shè)計(jì)及制造出來，用于恢復(fù)損傷的聽覺、視覺和肢體運(yùn)動(dòng)能力。研究的主線是大腦不同尋常的皮層可塑性，它與腦機(jī)接口相適應(yīng)，可以像自然肢體那樣控制植入的假肢。在當(dāng)前所取得的技術(shù)與知識(shí)的進(jìn)展之下，腦機(jī)接口研究的先驅(qū)者們可令人信服地嘗試制造出增強(qiáng)人體功能的腦機(jī)接口，而不僅僅止于恢復(fù)人體的功能。這種技術(shù)在以前還只存在于科幻小說之中。神經(jīng)修復(fù)是神經(jīng)科學(xué)中和神經(jīng)的修復(fù)相關(guān)的領(lǐng)域，即使用人工裝置（假體）替換掉原有功能已削弱的部分神經(jīng)或感覺器官。神經(jīng)假體最廣泛的應(yīng)用是人工耳蝸，截止到2006年世界上已有大約十萬人植入。也有一些神經(jīng)假體是用于恢復(fù)視力的，如人工視網(wǎng)膜，迄今在這方面的工作僅僅局限于將人工裝置直接植入腦部。腦機(jī)接口和神經(jīng)修復(fù)的區(qū)別主要從字面上就可見其端倪：“神經(jīng)修復(fù)”通常指臨床上使用的裝置，而許多現(xiàn)有的腦機(jī)接口仍然是實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的。實(shí)踐上講神經(jīng)假體可以和神經(jīng)系統(tǒng)的任意部分相連接，如外周神經(jīng)系統(tǒng)；而“腦機(jī)接口”通常指一類范圍更窄的直接與腦相連接的系統(tǒng)。由于目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)手段的相似性，“神經(jīng)修復(fù)”和“腦機(jī)接口”兩術(shù)語經(jīng)?？梢酝ㄓ谩Ｉ窠?jīng)修復(fù)和腦機(jī)接口嘗試達(dá)到一個(gè)共同的目標(biāo)，如恢復(fù)視覺、聽覺、運(yùn)動(dòng)能力，甚至是認(rèn)知的能力。兩者都使用類似的實(shí)驗(yàn)方法和外科手術(shù)技術(shù)。一聽到“腦機(jī)接口”（BMI），也許會(huì)讓人以為身處科幻電影中，認(rèn)為這是一種能夠升級(jí)人類能力的技術(shù)。例如，將人的大腦與計(jì)算機(jī)連接，通過思想隨心所欲地操縱機(jī)器；或者借助計(jì)算機(jī)將人與人的大腦相連，使之無需語言就能彼此溝通交流；等等。實(shí)際上，腦機(jī)接口研究的最初目的是有效地恢復(fù)患者因疾病或外傷喪失的運(yùn)動(dòng)功能和交流能力，它是一項(xiàng)應(yīng)用于醫(yī)療、康復(fù)、護(hù)理等領(lǐng)域的技術(shù)。感覺型腦機(jī)接口，它是將輸入到人體傳感器的外界信息轉(zhuǎn)換（編碼）為電信號(hào)，通過植入到腦內(nèi)的電極將該信號(hào)傳遞給感覺神經(jīng)，從而實(shí)現(xiàn)重建感覺功能。例如，對(duì)于存在聽覺障礙的患者，在其耳部植入小型傳聲器，將傳聲器采集到的聲音信息通過嵌入聽神經(jīng)的電極傳入腦內(nèi)（人工耳蝸），就可以達(dá)到恢復(fù)聽力的效果。在臨床上，這種技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于佩戴助聽器改善聽力效果不佳的患者身上。運(yùn)動(dòng)型腦機(jī)接口，簡單來說，它是通過思維來驅(qū)動(dòng)機(jī)器。當(dāng)要做某個(gè)動(dòng)作時(shí)，計(jì)算機(jī)通過讀取大腦運(yùn)動(dòng)區(qū)的信號(hào)，就可以直接驅(qū)動(dòng)機(jī)器。一般情況下，腦機(jī)接口指的是運(yùn)動(dòng)型腦機(jī)接口，多數(shù)人想象中的腦機(jī)接口也基本上是運(yùn)動(dòng)型的。腦機(jī)接口技術(shù)中，有向人體植入某種裝置的侵入式，也有通過戴在頭部并從體外讀取腦的信息或者向腦傳輸信號(hào)的非侵入式。人工耳蝸就是侵入式腦機(jī)接口的例子。腦機(jī)接口技術(shù)預(yù)計(jì)會(huì)得到快速發(fā)展。在可見的未來，有可能實(shí)現(xiàn)腦和外部網(wǎng)絡(luò)的直接連接。例如，將類似超小型智能手機(jī)的設(shè)備植入腦內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)不用手持而是用腦對(duì)其直接操作。如果發(fā)展到腦與外部網(wǎng)絡(luò)直接連接，則個(gè)人的思考、決策會(huì)在更大的程度上受到來自第三者或人工智能發(fā)出的信息的影響；自己腦內(nèi)思考著的信息如果可能泄露到外部，則會(huì)引起隱私方面的擔(dān)憂。有專家指出，無論采取什么樣的形式，腦和外部網(wǎng)絡(luò)的連接，都需要慎重對(duì)待。在面向運(yùn)動(dòng)功能的腦機(jī)接口方面，發(fā)展算法重建運(yùn)動(dòng)皮層神經(jīng)元對(duì)運(yùn)動(dòng)的控制，該研究可以回溯到20世紀(jì)70年代。Schmidt,Fetz和Baker領(lǐng)導(dǎo)的小組在20世紀(jì)70年代證實(shí)了猴可以在閉環(huán)的操作性條件作用（closed-loopoperantconditioning）后快速學(xué)會(huì)自由地控制初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層中單個(gè)神經(jīng)元的放電頻率。20世紀(jì)80年代，約翰斯·霍普金斯大學(xué)的ApostolosGeorgopuolos找到了獼猴的上肢運(yùn)動(dòng)的方向和運(yùn)動(dòng)皮層中單個(gè)神經(jīng)元放電模式的關(guān)系。他同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，一組分散的神經(jīng)元也能夠編碼肢體運(yùn)動(dòng)。上世紀(jì)九十年代中期以來，面向運(yùn)動(dòng)的腦機(jī)接口經(jīng)歷了迅速的發(fā)展。若干研究小組已經(jīng)能夠使用神經(jīng)集群記錄技術(shù)實(shí)時(shí)捕捉運(yùn)動(dòng)皮層中的復(fù)雜神經(jīng)信號(hào)，并用來控制外部設(shè)備。其中主要包括了RichardAndersen、JohnDonoghue、PhillipKennedy、MiguelNicolelis和AndrewSchwartz等人的研究小組。迄今人類已經(jīng)能夠修復(fù)或者正在嘗試修復(fù)的感覺功能包括聽覺、視覺和前庭感覺。視覺修復(fù)技術(shù)尚在研發(fā)之中。這方面的研究和應(yīng)用落后于聽覺同能的主要原因是視覺傳遞信息量的巨大和外周感覺器官（視網(wǎng)膜）和中樞視覺系統(tǒng)在功能上的相對(duì)復(fù)雜性。具體參見視覺假體。美國約翰·霍普金斯大學(xué)的DellaSantina及其同事開發(fā)出一種可以修復(fù)三維前庭感覺的前庭植入物。侵入式腦機(jī)接口主要用于重建特殊感覺（例如視覺）以及癱瘓病人的運(yùn)動(dòng)功能。此類腦機(jī)接口通常直接植入到大腦的灰質(zhì)，因而所獲取的神經(jīng)信號(hào)的質(zhì)量比較高。但其缺點(diǎn)是容易引發(fā)免疫反應(yīng)和愈傷組織（疤），進(jìn)而導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量的衰退甚至消失。視覺腦機(jī)接口方面的一位先驅(qū)是WilliamDobelle。他的皮層視覺腦機(jī)接口主要用于后天失明的病人。1978年，Dobelle在一位男性盲人Jerry的視覺皮層植入了68個(gè)電極的陣列，并成功制造了光幻視（Phosphene）。該腦機(jī)接口系統(tǒng)包括一個(gè)采集視頻的攝像機(jī)，信號(hào)處理裝置和受驅(qū)動(dòng)的皮層刺激電極。植入后，病人可以在有限的視野內(nèi)看到灰度調(diào)制的低分辨率、低刷新率點(diǎn)陣圖像。該視覺假體系統(tǒng)是便攜式的，且病人可以在不受醫(yī)師和技師幫助的條件下獨(dú)立使用。2002年，JensNaumann成為了接受Dobelle的第二代皮層視覺假體植入的16位病人中的第一位。第二代皮層視覺假體的特點(diǎn)是能將光幻視更好地映射到視野，創(chuàng)建更穩(wěn)定均一的視覺。其光幻視點(diǎn)陣覆蓋的視野更大。接受植入后不久，Jens就可以自己在研究中心附近慢速駕車漫游。針對(duì)“運(yùn)動(dòng)神經(jīng)假體”的腦機(jī)接口方面，Emory大學(xué)的PhilipKennedy和RoyBakay最先在人植入了可獲取足夠高質(zhì)量的神經(jīng)信號(hào)來模擬運(yùn)動(dòng)的侵入性腦機(jī)接口。他們的病人JohnnyRay患有腦干中風(fēng)導(dǎo)致的鎖閉綜合癥。Ray在1998年接受了植入，并且存活了足夠長的時(shí)間來學(xué)會(huì)用該腦機(jī)接口來控制電腦光標(biāo)。2005年，Cyberkinetics公司獲得美國FDA批準(zhǔn)，在九位病人進(jìn)行了第一期的運(yùn)動(dòng)皮層腦機(jī)接口臨床試驗(yàn)。四肢癱瘓的MattNagle成為了第一位用侵入式腦機(jī)接口來控制機(jī)械臂的病人，他能夠通過運(yùn)動(dòng)意圖來完成機(jī)械臂控制、電腦光標(biāo)控制等任務(wù)。其植入物位于前中回的運(yùn)動(dòng)皮層對(duì)應(yīng)手臂和手部的區(qū)域。該植入稱為BrainGate，是包含96個(gè)電極的陣列。部分侵入式腦機(jī)接口一般植入到顱腔內(nèi)，但是位于灰質(zhì)外。其空間分辨率不如侵入式腦機(jī)接口，但是優(yōu)于非侵入式。其另一優(yōu)點(diǎn)是引發(fā)免疫反應(yīng)和愈傷組織的幾率較小。皮質(zhì)腦電圖（ECoG：ElectroCorticoGraphy）的技術(shù)基礎(chǔ)和腦電圖的相似，但是其電極直接植入到大腦皮層上，硬腦膜下的區(qū)域。華盛頓大學(xué)（圣路易斯）的EricLeuthardt和DanielMoran是最早在人體試驗(yàn)皮層腦電圖的研究者。根據(jù)一則報(bào)道，他們的基于皮層腦電圖的腦機(jī)接口能夠讓一位少年男性病人玩電子游戲。同時(shí)該研究也發(fā)現(xiàn)，用基于皮層腦電圖的腦機(jī)接口來實(shí)現(xiàn)多于一維的運(yùn)動(dòng)控制是比較困難的。基于“光反應(yīng)成像”的腦機(jī)接口尚處在理論階段。其概念是在顱腔內(nèi)植入可測量單神經(jīng)元興奮狀態(tài)的微型傳感器，以及受其驅(qū)動(dòng)的微型激光源。可用該激光源的波長或時(shí)間模式的變化來編碼神經(jīng)元的狀態(tài)，并將信號(hào)發(fā)送到顱腔外。該概念的優(yōu)點(diǎn)是可在感染、免疫反應(yīng)和愈傷反應(yīng)的幾率較小的條件下長時(shí)間監(jiān)視單個(gè)神經(jīng)元的興奮狀態(tài)。和侵入式腦機(jī)接口一樣，研究者也使用非侵入式的神經(jīng)成像術(shù)作為腦機(jī)之間的接口在人身上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。用這種方法記錄到的信號(hào)被用來加強(qiáng)肌肉植入物的功能并使參加實(shí)驗(yàn)的志愿者恢復(fù)部分運(yùn)動(dòng)能力。雖然這種非侵入式的裝置方便佩戴于人體，但是由于顱骨對(duì)信號(hào)的衰減作用和對(duì)神經(jīng)元發(fā)出的電磁波的分散和模糊效應(yīng)，記錄到信號(hào)的分辨率并不高。這種信號(hào)波仍可被檢測到，但很難確定發(fā)出信號(hào)的腦區(qū)或者相關(guān)的單個(gè)神經(jīng)元的放電。作為有潛力的非侵入式腦機(jī)接口已得到深入研究，這主要是因?yàn)樵摷夹g(shù)良好的時(shí)間分辨率、易用性、便攜性和相對(duì)低廉的價(jià)格。但該技術(shù)的一個(gè)問題是它對(duì)噪聲的敏感，另一個(gè)使用EEG作為腦機(jī)接口的現(xiàn)實(shí)障礙是使用者在工作之前要進(jìn)行大量的訓(xùn)練。這方面研究的一個(gè)典型例子是德國圖賓根大學(xué)的NielsBirbaurmer于1990年代進(jìn)行的項(xiàng)目。該項(xiàng)目利用癱瘓病人的腦電圖信號(hào)使其能夠控制電腦光標(biāo)。經(jīng)過訓(xùn)練，十位癱瘓病人能夠成功地用腦電圖控制光標(biāo)。但是光標(biāo)控制的效率較低，在屏幕上寫100個(gè)字符需要1個(gè)小時(shí)，且訓(xùn)練過程常耗時(shí)幾個(gè)月。在Birbaumer的后續(xù)研究中，多個(gè)腦電圖成分可被同時(shí)測量，包括μ波和β波。病人可以自主選擇對(duì)其最易用的成分進(jìn)行對(duì)外部的控制。與上述這種需要訓(xùn)練的EEG腦機(jī)接口不同，一種基于腦電P300信號(hào)的腦機(jī)接口不需要訓(xùn)練，因?yàn)镻300信號(hào)是人看到熟識(shí)的物體是非自主地產(chǎn)生的。美國羅切斯特大學(xué)的JessicaBayliss的2000年的一項(xiàng)研究顯示，受試者可以通過P300信號(hào)來控制虛擬現(xiàn)實(shí)場景中的一些物體，例如開關(guān)燈或者操縱虛擬轎車等。1999年，美國凱斯西留地大學(xué)由HunterPeckham領(lǐng)導(dǎo)的研究組用64導(dǎo)腦電圖恢復(fù)了四肢癱瘓病人JimJatich的一定的手部運(yùn)動(dòng)功能。該技術(shù)分析腦電信號(hào)中的β波，來分類病人所想的向上和向下兩個(gè)概念，進(jìn)而控制一個(gè)外部開關(guān)。除此以外，該技術(shù)還可以使病人控制電腦光標(biāo)以及驅(qū)動(dòng)其手部的神經(jīng)控制器，來一定程度上回復(fù)運(yùn)動(dòng)功能。應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算機(jī)可以分擔(dān)病人的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。Fraunhofer學(xué)會(huì)2004年用這一技術(shù)顯著降低了腦機(jī)接口訓(xùn)練學(xué)習(xí)所需的時(shí)間。EduardoMiranda的一系列試驗(yàn)旨在提取和音樂相關(guān)的腦電信號(hào)，使得殘疾病人可以通過思考音樂來和外部交流，這種概念稱為“腦聲機(jī)”（encephalophone）。細(xì)胞培養(yǎng)物的腦機(jī)接口是動(dòng)物（或人）體外的培養(yǎng)皿中的神經(jīng)組織和人造設(shè)備之間的通訊機(jī)制。這方面研究的焦點(diǎn)是建造具有問題解決能力的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而促成生物式計(jì)算機(jī)。研究者有時(shí)在半導(dǎo)體晶片上培養(yǎng)神經(jīng)組織，并且從這些神經(jīng)細(xì)胞記錄信號(hào)或?qū)ζ溥M(jìn)行刺激。這類研究常稱為“神經(jīng)電子學(xué)”（Neuroelectronics）或“神經(jīng)芯片”（Neurochips）。1997年，加州理工JeromePine和MichaelMaher的團(tuán)隊(duì)最先宣稱研制成功神經(jīng)芯片。該芯片集成了16個(gè)神經(jīng)元。2003年，美國南加州大學(xué)的TheodoreBerger小組開始研制能夠模擬海馬功能的神經(jīng)芯片。該小組的目標(biāo)是將這種神經(jīng)芯片植入大鼠腦內(nèi)，使其稱為第一種高級(jí)腦功能假體。他們之所以選擇海馬作為研究對(duì)象為其高度有序的組織以及豐富的研究文獻(xiàn)。海馬體的功能與記憶生成和長期記憶有關(guān)。佛羅里達(dá)大學(xué)的ThomasDeMarse用提取自大鼠腦的包含25000個(gè)神經(jīng)元的培養(yǎng)物來操控一個(gè)F-22戰(zhàn)斗機(jī)模擬程序。這些神經(jīng)元提取自大腦皮層，離體以后，它們?cè)谂囵B(yǎng)皿上迅速集結(jié)成活的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，并且與60個(gè)電極通訊，來控制戰(zhàn)斗機(jī)的上下和左右搖擺運(yùn)動(dòng)。該項(xiàng)目的主要目的是研究人類的腦在細(xì)胞層面上如何學(xué)習(xí)特定的計(jì)算任務(wù)。2022年11月25日至30日，2022中關(guān)村論壇將在北京舉辦。論壇將探討腦機(jī)接口。腦磁圖（MEG）以及功能核磁共振成像（fMRI）都已成功實(shí)現(xiàn)非侵入式腦機(jī)接口。例如在一項(xiàng)研究中，病人利用生物反饋技術(shù)可以用改變fMRI所檢測到的腦部血流信號(hào)來控制乒乓球運(yùn)動(dòng)。也有人用fMIR信號(hào)來準(zhǔn)實(shí)時(shí)地控制機(jī)械臂，這一控制的延遲大位7秒左右。一些實(shí)驗(yàn)室已實(shí)現(xiàn)從猴和大鼠的大腦皮層上記錄信號(hào)以便操作腦機(jī)接口來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制。實(shí)驗(yàn)讓猴只是通過回想給定的任務(wù)（而沒有任何動(dòng)作發(fā)生）來操縱屏幕上的計(jì)算機(jī)光標(biāo)并且控制機(jī)械臂完成簡單的任務(wù)。另外在貓上進(jìn)行的研究對(duì)視覺信號(hào)進(jìn)行了解碼。2023年5月4日，由南開大學(xué)段峰教授團(tuán)隊(duì)牽頭的全球首例非人靈長類動(dòng)物介入式腦機(jī)接口試驗(yàn)在北京獲得成功。2023年8月23日，《Nature》發(fā)表的論文中，加州大學(xué)開發(fā)出的腦機(jī)技術(shù)，將大腦信號(hào)轉(zhuǎn)為文本、語音和表情，加拿大女性安失語了18年可以再次“說話”了。2023年10月，發(fā)表在最新一期《科學(xué)進(jìn)展》上的一項(xiàng)研究結(jié)果顯示，美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)開發(fā)出一種治療漸凍癥（ALS）的腦機(jī)接口（BCI），其能在3個(gè)月內(nèi)保持90%的準(zhǔn)確率，且無需重新訓(xùn)練或重新校準(zhǔn)算法。2024年1月30日，媒體報(bào)道，據(jù)國外社交媒體平臺(tái)顯示，馬斯克表示：人類首次接受腦機(jī)接口（Neuralink）芯片植入，植入者恢復(fù)良好。2022年1月11日，成立數(shù)月的腦虎科技（Neuroess）宣布完成9700萬元的天使輪及Pre-A輪融資，這是國內(nèi)腦機(jī)接口領(lǐng)域最大規(guī)模的早期融資，主要投資機(jī)構(gòu)包括盛大、紅杉資本、涌鏵等。憑借去2021世界人工智能大會(huì)最高獎(jiǎng)的原創(chuàng)核心技術(shù)，腦虎科技對(duì)標(biāo)美國企業(yè)家埃隆·馬斯克的腦機(jī)接口公司Neuralink，聚焦全球范圍非常稀缺的侵入式腦機(jī)接口設(shè)備研發(fā)。JohnDonoghue及其同事創(chuàng)立了Cybernetics公司，宗旨是推動(dòng)實(shí)用的人類腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展。該公司目以Cybernetics神經(jīng)技術(shù)公司為名在美國股市上市。BrainGate是該公司生產(chǎn)的電極陣列，該產(chǎn)品基于美國猶他大學(xué)的RichardNormann研發(fā)的“猶他”電極陣列。PhilipKennedy創(chuàng)立了NeuralSignals公司。該公司生產(chǎn)的腦機(jī)接口設(shè)備使用玻璃錐內(nèi)含的蛋白質(zhì)包裹的微電極陣列，旨在促進(jìn)電極和神經(jīng)元之間的耦合。該公司除了生產(chǎn)侵入式腦機(jī)接口產(chǎn)品，還銷售一種可回復(fù)言語功能的植入設(shè)備。2004年為止，WilliamDobelle創(chuàng)建的公司已經(jīng)在16位失明病人內(nèi)植入了初級(jí)視皮層視覺假體。該公司仍在繼續(xù)研發(fā)視覺植入物，但這類產(chǎn)品尚沒有獲得FDA的批準(zhǔn)，因而不能在美國境內(nèi)使用于人類。關(guān)于腦機(jī)接口的倫理學(xué)爭論尚不活躍，動(dòng)物保護(hù)組織也對(duì)這方面的研究關(guān)注也不多。這主要是因?yàn)槟X機(jī)接口研究的目標(biāo)是克服多種殘疾，也因?yàn)槟X機(jī)接口通常給予病人控制外部世界的能力，而不是被動(dòng)接受外部世界的控制。（當(dāng)然視覺假體、人工耳蝸等感覺修復(fù)技術(shù)是例外。）有人預(yù)見，未來當(dāng)腦機(jī)接口技術(shù)發(fā)展到一定程度后，將不但能修復(fù)殘疾人的受損功能，也能增強(qiáng)正常人的功能。例如深部腦刺激（DBS）技術(shù)和RTMS等技術(shù)可以用來治療抑郁癥和帕金森氏病，將來也可能可以用來改變正常人的一些腦功能和個(gè)性。又例如，上文提及的海馬體神經(jīng)芯片將來可能可以用來增強(qiáng)正常人的記憶。這可能將帶來一系列關(guān)于“何為人類”、“心靈控制”的問題爭論。PhillipKennedy及其同事用錐形營養(yǎng)性(neurotrophic-cone)電極植入術(shù)在猴上建造了第一個(gè)皮層內(nèi)腦機(jī)接口。1999年，哈佛大學(xué)的GarrettStanley試圖解碼貓的丘腦外側(cè)膝狀體內(nèi)的神經(jīng)元放電信息來重建視覺圖像。他們記錄了177個(gè)神經(jīng)元的脈沖列，使用濾波的方法重建了向貓播放的八段視頻，從重建的結(jié)果中可以看到可辨認(rèn)的物體和場景。杜克大學(xué)的MiguelNicolelis是支持用覆蓋廣大皮層區(qū)域的電極來提取神經(jīng)信號(hào)、驅(qū)動(dòng)腦機(jī)接口的代表。他認(rèn)為，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是能夠降低單個(gè)電極或少量電極采集到的神經(jīng)信號(hào)的不穩(wěn)定性和隨機(jī)性。Nicolelis在1990年代完成在大鼠的初步研究后，在夜猴內(nèi)實(shí)現(xiàn)了能夠提取皮層運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的信號(hào)來控制機(jī)器人手臂的實(shí)驗(yàn)。到2000年為止，Nicolelis的研究組成功實(shí)現(xiàn)了一個(gè)能夠在夜猴操縱一個(gè)游戲桿來獲取食物時(shí)重現(xiàn)其手臂運(yùn)動(dòng)的腦機(jī)接口。這個(gè)腦機(jī)接口可以實(shí)時(shí)工作。它也可以通過因特網(wǎng)遠(yuǎn)程操控機(jī)械手臂。不過由于猴子本身不接受來自機(jī)械手臂的感覺反饋，這類腦機(jī)接口是開環(huán)的。Nicolelis小組后來的工作使用了恒河猴。其它設(shè)計(jì)腦機(jī)接口算法和系統(tǒng)來解碼神經(jīng)元信號(hào)的實(shí)驗(yàn)室包括布朗大學(xué)的JohnDonoghue、匹茲堡大學(xué)的AndrewSchwartz、加州理工的RichardAnderson。這些研究者的腦機(jī)接在某一時(shí)刻使用的神經(jīng)元數(shù)為15-30，比Nicolelis的50-200個(gè)顯著要少。Donoghue小組的主要工作是實(shí)現(xiàn)恒河猴對(duì)計(jì)算機(jī)屏幕上的光標(biāo)的運(yùn)動(dòng)控制來追蹤視覺目標(biāo)。其中猴子不需要運(yùn)動(dòng)肢體。Schwartz小組的主要工作是虛擬現(xiàn)實(shí)的三維空間中的視覺目標(biāo)追蹤，以及腦機(jī)接口對(duì)機(jī)械臂的控制。這個(gè)小組宣稱，他們的猴子可以通過腦機(jī)接口控制的機(jī)械臂來喂自己吃西葫蘆。Anderson的小組正在研究從后頂葉的神經(jīng)元提取前運(yùn)動(dòng)信號(hào)的腦機(jī)接口。此類信號(hào)包括實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在期待獎(jiǎng)勵(lì)時(shí)所產(chǎn)生信號(hào)。除了以上所提及的這些用于計(jì)算肢體的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的腦機(jī)接口以外，還有用于計(jì)算肌肉的電信號(hào)（肌電圖）的腦機(jī)接口。此類腦機(jī)接口的一個(gè)應(yīng)用前景是通過刺激癱瘓病人的肌肉來重建其自主運(yùn)動(dòng)的功能。2006年，布朗大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)完成首個(gè)大腦運(yùn)動(dòng)皮層腦機(jī)接口設(shè)備植入手術(shù)，能夠用來控制鼠標(biāo)。2008年，匹茲堡大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)家宣稱利用腦機(jī)接口，猴子能用操縱機(jī)械臂給自己喂食——這標(biāo)志著該技術(shù)發(fā)展已經(jīng)容許人們將動(dòng)物腦與外部設(shè)備直接相連。2012年，腦機(jī)接口設(shè)備已能夠勝任更復(fù)雜和廣泛的操作，得以讓癱瘓病人對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行操控，自己喝水、吃飯、打字與