脑机接口能干什么 脑机接口的应用及前景

脑机接口能干什么

脑机接口（brain-machine interface，BMI） 医学上的解释是指不依赖常规的脊髓/外周神经肌肉系统，在脑与外部环境之间建立-种新型的信息交流与控制通道，实现脑与外部设备之间的直接交互。

我们能理解的就是脑机接口是指在人或动物大脑与外部设备之间创建的直接连接，从而实现脑与设备的信息交换。

脑机接口技术原理

脑机接口技术的原理基础是神经科学。脑机接口，即大脑、机器、接口，三者的结合，将大脑的信息通过适当的接口技术来读取，并操控外部设备的动作。

脑机接口技术是脑机结合的新发展方向，是实现人类与机器共生的技术；它从大脑直接提取信号，翻译成控制命令来控制计算机或者机器人等外部设备。

大脑中枢神经元膜电位的变化会产生峰电位或动作电位，神经细胞突触间的化学物质传递也会使突触后膜产生电信号变化，脑机接口技术正是通过采集这些不同位置的脑功能区与不同深度的电信号，通过预处理、特征提取和模式识别，实现对大脑活动状态或意图的解码，并可以把大脑活动状态、解码结果、与外界通信或控制结果反馈给用户，进而调节其大脑活动以获得更好的性能。

脑机接口技术可分为侵入式和非侵入式两大类：

侵入式脑机接口是指在大脑中植入电极或芯片。人的大脑中有上千亿个神经元，通过植入电极，可以精准地监测到单个神经元的放电活动。但这种方式会对大脑造成一定的损伤，电极的植入不但会损伤大脑神经元，也会有感染的风险。在大脑中植入电极后，周围的胶质细胞会逐渐将电极包裹起来，电极监测到的神经元活动会越来越少。几年甚至几个月后，电极就完全监测不到神经元活动，如果需要再次使用，就得重新植入电极，再次经历风险。

非侵入式的脑机接口是指头戴式的脑电帽，它主要是使用脑电帽上的电极从头皮上采集脑电信号。这种方式可以在头皮上监测到群体神经元的放电活动，主要缺点是不够精准。此外，头戴式的脑电帽虽然不会损伤大脑，但每次使用时都需要先洗干净头发，再往脑电帽的电极中注入导电胶，操作起来十分麻烦。

脑机接口的应用

脑机接口技术目前主要应用于医疗康复领域，它在未来将得到进一步发展，应用领域也在不断扩大。脑机接口技术具有复杂成型、高精度、个性化等突出优势，可为创新植入医疗器械的研发制造、体外组织模型或活体组织构建提供重要的研究和工程手段。

脑机接口技术在医学领域的四大应用：1 、肢体运动障碍；2、 精神疾病诊疗；3、意识与认知障碍诊疗；4 、癫痫和神经发育障碍诊疗。

脑机接口技术的前景

脑机接口的概念最先于1973年提出，伴随着计算机性能的飞速提高，在美国“人类脑计划”的资金支持下，脑机接口的研究进入了高速发展期。

”脑”一词意指有机生命形式的脑或神经系统，而并非仅仅是“mind”， ”机” 意指任何处理或计算的设备。脑机接口涉及信息科学、认知科学、材料科学和生命科学等领域，对智能融合、生物工程和神经科学产生了越来越重要的影响。

文章综合好大夫在线（杨卫东），考研党CD，科幻网、 火石创造（刘宇）