如果说当今什么技术最接近科幻，那么一定是脑机接口。

脑机接口的研究已经实现了意识打字（1分钟之内平均输入39个字母），还实现了心灵控制，比如人类控制小鼠行为，让其完成复杂任务。还实现了一部分的意识上传，甚至让人怀疑意志是否自由。

未来甚至有望实现部分丧失的感知能力再此获得，比如视觉；还可以将非人类感知能力转变为人类感知能力，这其实是非常逆天的，比如对于超声波的感知能力（就像从蝙蝠身上获取这个能力一样），再比如感知磁场等，就像拥有了超能力！

脑机接口作为一种全新的控制和交流方式，还可以应用到更广阔的脑机融合领域，就是所谓的硅基生物和碳基生物的融合，打造超强人类，让人脑进一步自然延伸。

脑机接口的发展对脑电的机理、脑认知、脑康复、信号处理、模式识别、芯片技术、计算技术等各个领域都提出了新的要求，人们也会大大加深对大脑的结构和功能的认识。

随着技术的不断完善和多学科融合的努力，脑机接口必将逐步应用于现实，造福人类。

硅谷Live（服务号：guigumitanv）联合哈佛大学脑科学中心科学家及行业专家学者，共同打造中美首份脑机接口行业分析长文，深度解构脑机接口领域技术路线，描绘脑机接口商业化趋势及学科地图，预见前所未见。

延续本文的，还有中美首次脑机接口系列课程。哈佛脑科学、脑机接口实战专家跨境布道，势必将为脑机接口从业者及爱好者带来独具洞察的实践经验。（见文末或关注硅谷Live服务号guigumitanv）

脑机接口的定义

首先，什么是脑机接口？

（图片来源：）

脑机接口（Brain-Computer Interface, BCI）：它是在人或动物脑（或者脑细胞的培养物）与外部设备间建立的直接连接通路。

在该定义中，

“脑”意指有机生命形式的脑或神经系统，而并非仅仅是“mind”（抽象的心智）。

“机”意指任何处理或计算的设备，其形式可以从简单电路到硅芯片到外部设备和轮椅。

“接口” = “用于信息交换的中介物”。

“脑机接口”的定义=“脑”+机“+”接口”。

即，在人或动物脑（或者脑细胞的培养物）与外部设备间创建的用于信息交换的连接通路。

脑机接口是一门多学科交叉的领域，核心的学科涉及认知科学、神经工程、神经科学等。

脑机接口技术知识：实现步骤与其分析

脑机接口基本的实现步骤可以分为四步：采集信号>>信息解码处理>>再编码>>反馈。

（图片来源：）

1.信息采集

脑机接口的划分形式一般也是看信息采集方式为主的，通常被分为侵入式、半侵入式、非侵入式（脑外）。

侵入式：此类脑机接口通常直接植入到大脑的灰质，因而所获取的神经信号质量比较高。但其缺点是容易引发免疫反应和愈伤组织（疤），进而导致信号质量的衰退甚至消失.。

侵入式获取的信号是直接的神经信号。

部分侵入式：接口一般植入到颅腔内，但是位于灰质外，其空间分辨率不如侵入式脑机接口，但是优于非侵入式。其另一优点是引发免疫反应和愈伤组织的几率较小，主要基于皮层脑电图（ECoG）进行信息分析。

非侵入式：不进入大脑，像帽子一样方便佩戴于人体，但由于颅骨对信号的衰减作用和对神经元发出的电磁波的分散和模糊效应，记录到信号的分辨率并不高，很难确定发出信号的脑区或者相关的单个神经元的放电。

典型的系统有脑电图(EGG)，脑电图是有潜力的非侵入式脑机接口的主要信息分析技术之一，这主要是因为该技术良好的时间分辨率、易用性、便携性和相对低廉的价格。

（脑电图设备 图片来源：）

但是，脑电图技术的一个问题是它对噪声的敏感；另一个使用EEG作为脑机接口的现实障碍是用户在工作之前要进行大量的训练。

2.信息分析

收集好了足够多的信息后，就要进行信号的解码和再编码以处理干扰。脑电信号采集过程中的干扰有很多，如工频干扰、眼动伪迹、环境中的其他电磁干扰等。

分析模型是信息解码环节的关键，根据采集方式的不同，一般会有脑电图（EGG），皮层脑电图（ECoG）等模型可以协助分析。

信号处理、分析及特征提取的方法包括去噪滤波、P300信号分析、小波分析+奇异值分解等。

3.再编码