脑机接口的初衷
脑机接口的非侵入性设备
脑机接口？这个名词听起来有点科幻，不过科学技术不断进步的现在，脑机接口已经来到我们身边了。以脑机接口最常用的技术来说，脑机接口可以用作神经假体，也就是说脑机接口应用可以替换或增强无法正常工作的神经结构。最常用的神经假体是人工耳蜗，人工耳蜗可帮助耳朵解剖神经部分结构，使声音转化为生物电信号传递到脑中，这样耳朵就可以听到声音了。
脑机接口简写为BCI，是人类与机器辅助工具合作基础的一个体现。通过使用脑机接口，机器结构辅助设备可以了解用户的意图并对其意图做出反应，也就是刚刚我们说到的人工耳蜗。从种类来说，脑机接口通常分为侵入性和非侵入性两类。
一种非侵入性脑机接口耳机，增加的脑机接口硬件可以让耳机识别脑信号中“钢琴”或者“小提琴”等乐器词语，换句话说，想一下经过脑内信号确认就会有对应的乐器演奏
这两种方法各有优缺点。对于侵入性脑机接口系统，由于电极阵列直接接触大脑，因此它可以收集更多细粒度和准确的脑信号。但是侵入性脑机接口需要进行脑外科手术。换句话说，医生会把电极植入脑皮层中，但是大脑和电极会发生作用，用不了多长时间，大脑会产生一种神经胶质，之后电极就会失效……所以现在非侵入性脑机接口应用比较多。
另外，主要是因为非侵入性脑机接口对消费者更友好，非侵入性脑机接口不需要进行手术，这种系统通过戴在头上的特制帽子结构或戴在手腕上的硬件就可以记录来自皮肤的电脉冲。不过科学家目前还是在努力研究一种侵入性较小的脑机接口系统，侵入性脑机接口更多用于科学实验，并没有大规模使用。
人工耳蜗设备，是一种非侵入性脑机接口
脑机接口一开始是被用在医学上，因为脑机接口设备可以帮助患有严重肢体或语言障碍的患者与周围互动，比如和周围的人说话，还有控制机器人拿东西等等。现在有很多公司和科研机构都在从事脑机接口的研究，Elon Musk的Neuralink公司去年还介绍了该公司的创新脑机接口计划，Neuralink公司拥有的这种线缆可以植入人的大脑皮层中，将人与数字世界联系起来，使用的是超薄层柔性电极。巨大进展让科学家看到了脑机接口的未来
而在最近，瑞士的研究人员发表了一份详细报告，说明了他们如何开发针对健康人群的无线便携式脑机接口，这种灵活的脑机接口设备和深度学习算法结合可以让受试者控制轮椅，小型机器车辆和计算机设备。
Neuralink公司脑机接口的外皮层植入物（下），植入物的放大图（上），其实植入物的螺纹传感器设计带有探针。一排探针可以视为一条线程，每个线程引用了32个触点。通过将结构插入目标区域的灰质，它们可以从神经元信号，不同深度可以获得不同读数
研究合著者Woon-Hong Yeo解释说： “这项工作为各种辅助设备，智能家居系统和神经游戏接口提供了互动的新思路，便携式脑机接口设计其实与便携式EEG脑电图系统有点类似。”不过，该机构主要的创新是在微型皮肤保形系统中开发了高分辨率脑电监测系统和电路的全集成套件。
无线传输控制成套脑机接口设备
这项研究代表了脑机领域的突破。一方面，迄今为止开发的许多脑机接口都依靠半侵入性方法将大脑信号与计算机设备连接起来，而这次研究的接口则使用了柔软的，固定在头发上的非侵入性电极，该电极通过头发与头皮接触，使用装有蓝牙遥测单元的电路，可以将破解后的生物信号无线传输到最远15米的设备。最重要的是，现在的研究人员还开发了神经网络算法，以准确解释之前难以处理和识别的无线传输信号。
脑机接口可以让患者或者实验者不用动手，通过脑机接口的远程处理，控制在身边的设备，这也被视为脑机接口的未来，也是脑机接口帮助患者的初衷
在过去的几十年中，脑机研究已经产生了令人印象深刻的成果。在一些研究中，手指与神经接口设备的结合可以使瘫痪的病人控制信号内的机械臂，执行伸手或者拿东西的操作。在另一项开创性的研究中，处于完全控制状态的人能够通过脑机设备回答“是”或“否”的问题。在这种情况下，功能性近红外光谱可以测量血液中的氧合变化，之后科学家借助机器学习算法对结果进行分析，就可以明白受试者表达的意思了。
治疗失明
另外，目前科学家正在利用脑机接口技术治疗失明。一种思路是，当光进入眼睛时，它会刺激视网膜上的感光器，感光器会将信息转换为电信号，之后将其发送到大脑。每个图像都会成为视网膜上的图案，来自视网膜的电脉冲会以编码形式发送。研究人员对视网膜细胞的神经信号进行了解码，然后建立了“人工视网膜”以产生并向大脑发送相同的电信号。
四肢瘫痪的妇女利用脑机接口的远程信号使用机械臂喝咖啡
当我们思考时，思想或者意识其实就是一系列电脉冲信号，它会在我们的大脑中传播并向下冲击我们的肢体，使肢体做出反应。拾取或者破解这种信号并不是什么新鲜事。但是现在，科学家们正在研究是否可以对这些电脉冲进行解码，以洞察人的思想。
“科学读心术”
这就是为什么很多科学家将脑机接口称作“科学读心术”的原因，其实这不仅仅是科学家对未来脑机接口应用的一种憧憬，更是脑机接口技术的发展方向。科学家们目前正在研究的系统可以将患者或者受试者的大脑活动（电脉冲）转换为软件可以理解的信号。这意味着脑机接口可以监测大脑活动，比如说你想读书，设备上的信号就会同步转换，展现在屏幕上。除此之外，未来的脑机接口还可以使用大脑活动来控制远程设备。
本田公司的脑机接口技术，本田公司正在研究利用脑机接口技术控制机器人以现实观未来，脑机接口如何影响未来
从某种意义上说，科幻可以说是未来的科学。现代有很多顶尖科学技术，人们都会想到说未来的应用是什么？脑机接口的未来应用是多变的，也是令人憧憬的——人类与机器结合，这是一种深度结合，一种意识层面的融合，我们的大脑也许增加了某种脑机接口的硬件而得到强化。
未来的计算机或者人工智能也很可能会和人类一起思考，新的脑机接口技术将成为人类认知与机器的融合。如果这样的话，未来的很多事物都会从根本上体现在大脑中。
未来脑机接口，拥有众多可能
未来拥有脑机接口技术的人类还可能会把大脑“上传”到一个云中，假设我们需要某种知识信息，直接通过云连接某种数据库，下载之后转化为某种电信号存储在大脑记忆海马体中就可以了。这将是人类在大脑层面的一种进化。
还有一个很科幻的自我批评，那就是黑客的攻击问题。也许有一些黑客会攻击用户或者患者的脑机接口，利用某种连接链路控制用户的大脑等等，这也是很多科学家担心的问题。除此之外还有隐私的问题，隐私是我们知道的，随着互联网规模越来越大，隐私越来越成为人们关注的问题。更何况是未来大脑与云数据服务的连接……
当然了，我们要处于不断自我批评和自我纠正的过程。无论是未来应用还是现实应用，脑机接口会不会给我们自身带来负面影响呢？部分科学家质疑脑机接口技术会对人类进化产生不好的影响，有一种揠苗助长的感觉。但是不同的看法是，它以某种方式改变了人类的行为，但是没有从根本上改变任何本质。人类与机器的融合之路
其实作为现代人类，我们正在向着一条新道路不断前进，这是一条可以将技术与我们的有机体完全融合的道路。从某种意义来说，这样做已经有几个世纪的历史了。13世纪末意大利首次开始使用眼镜，当时的人们居然发现佩戴两个镜片可以改善视力。
从计算机的发明和第一个人机界面HMI诞生以来，许多技术人员的梦想就是在计算机和人脑之间建立直接连接。也就是脑机接口，脑机接口可以消除思想，身体动作，计算机反应之间转换固有的滞后情况。未来的脑机接口还可以与万物互联，跳过所需的身体动作改变周围环境，比如说我们早上起来需要打开窗帘，也许只需要想一下，之后确认就可以直接打开窗帘，无需任何动作，这就是通过大脑中的电脉冲信号直接控制功能设备的未来脑机接口。
在未来的几年中，我们将见证重大的技术创新，这些创新将极大地改变我们与周围世界互动的方式。不过，尽管这些创新中带来了许多改善我们生活质量的好处，但我们需要意识到它们也可能带来的影响，并建立相关的法律法规。
科学技术取决于使用者的意图，科学和技术方面的道德方面不应被忽视，特别是面对科学技术的进步，这可能会在个人和社会层面带来巨大变化。
电话咨询
在线咨询