第五十一 章 脑机接口的前世今生

    11 脑电波的发现

    1875年，德国生理学家埃米尔·杜布瓦-雷蒙（emil du bois-reymond）发现了脑电波。他将电极连接到兔子的大脑上，记录到了大脑活动的电信号。这一发现为脑机接口的诞生奠定了基础。

    12 早期的脑机接口研究

    20世纪20年代，奥地利神经学家汉斯·伯格（hans berger）发明了脑电图仪，可以记录人类大脑的电活动。伯格发现，大脑在不同状态下会发出不同模式的脑电波，例如在清醒时会发出α波，在睡眠时会发出θ波。

    20世纪60年代，美国神经科学家何塞·德尔加多（josé delgado）将电极植入猴子的大脑，并通过电刺激控制猴子的行为。他的研究表明，大脑活动可以通过电信号进行控制。

    13 脑机接口的突破

    20世纪70年代，美国科学家尼尔·拉森（neil birren）和埃里克·克拉克（eric clark）开发了第一台脑机接口设备。该设备可以将用户的意念转化为控制计算机光标的信号。

    20世纪90年代，随着计算机技术和神经科学的发展，脑机接口技术取得了重大突破。科学家们开发了各种新的脑机接口技术，并将其应用于医疗、康复、教育等领域。

    21世纪，脑机接口技术进入了快速发展时期。

    2014年，美国科学家菲利普·诺尔（philip nuytten）开发了一款脑机接口设备，可以帮助瘫痪患者控制假肢。

    2016年，facebook创始人马克·扎克伯格创办了脑机接口公司neuralink，致力于开发可以读取和控制大脑信息的设备。

    2020年，埃隆·马斯克创办的脑机接口公司neuralink发布了猴子用意念玩游戏的视频，引起了轰动。

    脑机接口技术已经从科幻走向现实，并有望在未来彻底改变人类与机器交互的方式。

    ……

    脑机接口的技术

    21 侵入式脑机接口

    侵入式脑机接口是将电极直接植入大脑皮层或皮层下结构中，以采集脑电信号的技术。这种技术可以获得最直接、最准确的脑电信号，因此具有较高的信噪比和空间分辨率。

    侵入式脑机接口主要包括以下两种类型：

    微电极阵列: 将微小的电极植入大脑皮层中，形成电极阵列，以采集脑电信号。

    皮层下深部电极: 将电极植入大脑皮层下结构中，例如海马体、丘脑等，以采集脑电信号。

    侵入式脑机接口具有以下优点：

    信噪比高: 由于电极直接植入大脑中，可以采集到更强的脑电信号，因此信噪比更高。

    空间分辨率高: 由于电极阵列可以覆盖更广阔的脑区域，因此空间分辨率更高。

    但是，侵入式脑机接口也存在一些缺点：

    手术风险: 植入电极需要进行外科手术，存在一定的感染、出血等风险。

    伦理问题: 侵入式脑机接口涉及对大脑的直接干预，因此存在一些伦理问题。

    以下是一些侵入式脑机接口的应用案例：

    帮助瘫痪患者恢复行动能力: 侵入式脑机接口可以帮助瘫痪患者用思想控制机械臂或假肢，从而恢复部分行动能力。

    帮助盲人恢复视觉: 侵入式脑机接口可以帮助盲人将视觉信息直接传输到大脑，从而恢复部分视觉功能。

    治疗癫痫: 侵入式脑机接口可以用于监测癫痫发作前的异常脑电活动，并及时进行干预，以治疗癫痫。

    需要注意的是，侵入式脑机接口技术仍在临床试验阶段，尚未广泛应用于临床。