脑机接口的研究已经40多年了，领域相关的成长也在不断报道。比如在2014年6月12日圣保罗举行的巴西世界杯开幕式上，一名巴西瘫痪少年在脑控外骨骼的帮助下开球。2017年斯坦福大学电气工程教授Krishna Shenoy和神经外科教授Jaimie Henderson成功让三名受试瘫痪者通过简单的想象精准地控制电脑屏幕的光标，这三名瘫痪患者成功通过想象在电脑屏幕上输入了他们想说的话，其中一名患者可以在1分钟之内平均输入39个字母等等。
但是为什么最近突然变成了热门话题？这个要归咎于“神”一般的男人马斯克宣布了脑机接口最新进展，其参与创立的Neuralink公司已在三头猪脑中植入了脑机接口，将猪脑和计算机连接起来，虽然目前还只能读取猪的脑电波，展示猪在嗅触食物时的脑电波脉冲，预测猪在跑步机上的四肢活动，但是这个每次能“吹”的神乎其神，最后又实现的男人，似乎让我们离脑机接口又近了一步。
马斯克在讨论 Neuralink 的未来用途时说：“未来，人们将能够保存和恢复记忆。我们可以将机器作为人类记忆的备份工具，甚至可以下载到新的人类主体或机器人主体身上。”这一想法似乎超越了常理的认知，最近360公司创始人周鸿祎也谈到了自己的想法：“马斯克这项技术相当于打开了潘多拉魔盒。自己是强烈反对脑机接口技术广泛应用的。”那这项技术到底对未来有益还是有害，现阶段还无法客观的评价。
如果人脑的算力和计算机一样，如果人脑的信息都可以备份、复制。那未来人类的发展是无法想象的。但是随之而来也带来了一些问题，比如，你能控制机器，机器也能给你错误的信息，比如让大脑产生错误的视觉、听觉。我们未来是否会被AI反而控制住了呢？现在在医学中比较广泛的应用就是神经假体，包括人工耳蜗，人工视网膜等等。
不仅仅AI，还有黑客呢，当更高控制权被别人掌握的时候，就会变得非常可怕。不过不管怎么说，技术的进步的社会发展的必然因素，如何使用好才是我们应该思考的。
会的。
脑机融合，指将大脑与智能机器进行连接，从而达到实现某些超长的功能。继人工智能、虚拟现实等技术引发广泛关注之后，脑机融合技术也逐渐从“梦想照进现实”。
目前，在医疗康复、教育培训、智能家居、游戏娱乐、军事科技以及实验室研究等方面有着探索性应用。
根据脑机接口的信息传输方式，可分为三种应用类型：
(1)“脑控”式应用。此类应用最初在医疗康复领域展开，主要用于辅助运动神经机能丧失的患者控制轮椅、机械手臂、智能机器等。如在2014年在巴西举行的第20届足球世界杯开幕式上，一位高位截瘫患者通过大脑控制神经外骨骼设备为该届世界杯开出之一球。
(2)“读脑”式应用。研究人员通过机器记录、解析人或动物的脑电信号，进而窥测其心智意图。如2013年，日本京都一研究所利用核磁共振成像设备来解读被试的梦境。
(3)“控脑”式应用。目前主要应用于动物实验和人与人的“脑-脑”联合。前者是通过侵入式或半侵入式脑机接口，按照人的意图，通过机器对动物行为意图进行控制；后者主要以非侵入方式实现人与人的交流。如在2014年11月，研究者将一名被试的运动想象脑电信号通过经颅磁 *** (transcranial magnetic stimulation，简称TMS)传输到另一个被试脑部的皮质运动区，从而引起对方手部做出敲击的动作。
在可以预期的将来，人类乃至不同生物体之间亦可能实现更加深度和广泛的无障碍“神交”。
马斯克的脑机接口是什么水平？
这是近几天的一个热门科学事件，常常闹出些科学惊人事件的埃隆·马斯克，就在前几天的8月29日又公布了一个的消息，由他主政的脑机接口公司Neuralink，开发了一款脑机接口产品~一枚与硬币大小差不多的芯片，还配套了一台可以自动完成植入芯片的手术机器人。
那么马斯克发布的这个脑机接口有什么与众不同呢？我们一起来讨论一下。
何谓脑机接口？
脑机接口又叫大脑端口或脑机融合感知。这是一项将人或动物大脑与外部设备建立连接通路的现代科学技术。这种接口有单向和双向之分，单向脑机接口计算机只接受大脑传来的命令，或者计算机发送信号到大脑。双向脑机接口就是大脑和计算机等外部设备能够进行双向信息交换。
其实脑机接口本身并非马斯克首创，早在上世纪，脑机接口的研究就已经遍地开花了，我们中国也参与其中，“中国脑计划”项目中就包含这样的内容，是国家重点项目。
这个领域比较著名的是被称为“科学疯子”的美国神经学家菲利普·肯尼迪。他从上世纪80年代就开始了脑机结合的研究，并于1996年就对一位濒临死亡的渐冻症患者大脑植入电极，以后还有过多次对瘫痪患者、车祸患者的植入实验，虽然取得一些进展，但没有明显成功。
为此，FDA（美国食品药品管理局）撤销了他进行人体实验的许可。当他的研究取得重大突破时，再也无法找到志愿者。为了不让自己29年研究白白废掉，他在2014年花费2.5万美元请了一位外科医生，请求它将这个电极植入自己脑中。手术前，他计划好了一切，也做好了醒不过来的打算。它存了足够撑几个月的钱，并且确保自己儿子知道自己在哪里。
但手术没达到预期目的。肯尼迪之一次从手术中醒来，一度失去了说话能力，无法对医生做出反应。几个月后，他不得不接受了10个小时的第二次手术。但此后头骨一直无法愈合，最终迫使他取出了电极。电极在他大脑存在了4周时间，他利用这段时间，收集了自己脑电信号大量数据，取得了今后研究的之一手宝贵资料。为此，虽然侥幸逃过一劫，却留下了9.6万美元的手术账单成为“负翁”，保险公司只承担了1.5万美元。
一些科学家们对他的做法存有争议，很多人对这种冒险做法并不赞同。但他的精神还是受到 社会 广泛赞佩，他被人们誉为“半机器人之父”。
脑机接口的案例还很多。
2008年，匹兹堡大学神经生物学家通过脑机接口，让猴子通过大脑操纵机械臂将食物取到并送入自己口中；2004年美国Cyberkinetics公司得到FDA许可，在一位25岁全身瘫痪的男子大脑中植入电极，这名男子通过意念控制电脑，能够看电视和发送电子邮件，甚至玩电脑 游戏 ，准确率达到70%。
2012年，在巴西世界杯赛场，一位瘫痪少年身穿巴西圣保罗的实验室设计的机器战甲，凭着脑机接口和机械外骨骼开出了一个足球；2015年，美国国防部高级研究计划局通过外科手术植入微芯片，实现了瘫痪人驾驶模拟飞机。
2018年，在美国拉斯维加斯举行的国际消费电子展(CES）上，日本发布了脑控车技术，驾驶员只要头戴一个特制头盔，无须植入脑芯片，就能够将脑电波快速传达给车辆，让驾驶变得轻松有趣。
还有很多各国科学团队，都在进行脑机接口实验，取得了各种进展和成果，如各种瘫痪病人，通过机械臂取得食物、取得饮料，还有通过意念，进行电脑打字等等。2016年10月，一名叫Nathan Copeland的志愿者，分别在运动皮层和感觉皮层植入电极，成功利用意念控制的机械手臂和时任美国总统奥巴马“握手”。这个实验的关键突破就是，这位志愿者脑海中产生了“握住”的感觉，奥巴马深感震惊。
因此马斯克的Neuralink公司发布的脑机接口整体技术本身，并不是一个新的东西。
马斯克脑机接口的成果。
发布会现场展示的是一枚23mmx8mm的芯片，这是Neuralink公司经过数年努力开发的一款最新脑机接口芯片，命名为Link 0.9。这款芯片能够感应温度、气压，读取脑电波、脉搏等生理信号，可以采集传输1024个通道的神经放电信号，无线传输范围约5~10米。
这项技术的原理是通过植入大脑的芯片，连接外部机器，可以读取人类大脑信号，并辨识出人的意图，将其转换成命令信号，控制外部机器设备执行人类意图，完成任务。在这个过程，人脑能够得到整个过程的反馈。
在这次展示上，马斯克弄来了几头实验小猪，通过植入小猪脑内的芯片，人们能够看到小猪在各种活动中的脑电波状态。
马斯克宣称，这项技术发展下去，将实现人们凭脑意识来控制特拉斯 汽车 、打 游戏 ，还能够治疗神经系统疾病，如改善由于大脑或脊髓受损导致的瘫痪、抑郁、失忆等病症状态，帮助渐冻症患者恢复感觉和运动功能等。
马斯克真正的“黑 科技 ”，是采用了“神经蕾丝”。
所谓“黑 科技 ”原本是 *** 动漫中非人力所能及的奇异科学技术，现在也泛指一些颠覆人类认知的新技术。马克斯的黑 科技 就是研制出一种叫“神经蕾丝”的东西。
何谓神经蕾丝？这是一个带有科幻色彩的玩意，在科幻作家莱恩·班克斯的笔下，“神经蕾丝”是通过高 科技 植入人脑的网状物，能够将人脑和计算机连接起来，相互通讯。而马斯克团队借用了这个概念，将植入人脑的纤维状“线程技术”叫做“神经蕾丝”。他们神经蕾丝的特点就是非常细小。
Neuralink宣称它们的神经蕾丝宽度在4~6um，约为人类头发丝的四分之一，未来植入时不需要开颅，只要用激光植入，这样就可以植入到更深的脑中，而对脑的损伤能够降低到很小程度。即便如此，真正要实现良好的人机互动，现在仍然任重道远。
就连Neuralink公司自己也承认，1024个通道信号是远远不够的，如要较为准确传输大脑860亿个神经元产生的复杂信息，至少需要100万个同时记录的神经元，这就意味着在小小芯片上要集成百万个电极。
这样，即便这种神经蕾丝只有头发的十六分之一大小，植入百万蕾丝也相当于6.5万根头发。我们想想，6.5万根头发植入人脑，难道不会细思极恐？因此，目前认为植入蕾丝对大脑伤害很小的优势将不复存在。
如何将连接神经元的“蕾丝”做得更细小，这些元件穿透大脑组织不导致损伤出血，如何解决免疫系统的排斥问题，什么材料能长期保留在脑中，如何解决芯片安全高效充电问题等等，将使Neuralink公司大伤脑筋，要足够时间来解决的问题。
但马斯克还是放了大话。
马斯克从来对他的“黑 科技 ”都是信心满满，这次也一样。他甚至扬言，他这个神经蕾丝技术的发展，未来能让人类在云端永生。从前面机械手与奥巴马握手，能够在瘫痪者大脑中产生“握住”感觉来看，这种人机双向信息交流已经并非神话，因此最终实现人机结合，改变人类生存形态的幻想再也不是梦想。
有人说，马斯克是一个大话连篇的人，甚至有许多人对他有时的大言不惭很是反感。不过马斯克是个奇人，迄今为止，他的大话都立足在科学精神和自己的不懈奋斗上，而且那些大话都一个个已经变成现实或正在变成现实。
比如他团队研发的轻便龙飞船成功载人上天，实现了与空间站对接的完全的自动化；他们研发的宇航服轻便美观，完全可以成为时装；他成功实现了火箭回收技术，大大降低了发射成本；他撕开了美国乃至全球航天领域国家独断的体制铁幕，成为之一家承接国家航天任务的私营公司；他还扬言很快送人登上火星，还有他的特斯拉电动车也风靡全球。
而他只是一个创业者和民营企业家，但人们把他称为“钢铁侠”。因此，我选择相信这位钢铁侠的“大话”。但我也相信，要实现这些大话，还需要很长时间的努力，我们要有足够的耐心。
就是这样，欢迎讨论，感谢阅读。
如果你平时留意 科技 进展的话，相信一定注意到了上周末的一条重磅新闻。那就是8月29号，伊隆·马斯克为他创办的脑机接口企业——Neuralink（也可以翻译成“神经链接”）公司，亲自召开了一场发布会，展示了旗下脑机接口产品的最新版本：LINK V0.9。这是一款微型脑机接口设备，外观看起来像一枚硬币，未来可以植入人的头部，全天无间断地采集大脑信号。
这条新闻发布之后，我注意到有不少质疑的声音。有评论认为，马斯克这一次不过是把脑机接口领域10年前就已经有的技术做了产品集成，没有什么本质性的创新。有人还指出一个细节，说这一次LINK V0.9版本中的用来采集脑电波的电极数量只有1024个，比神经链接公司自己去年的产品，反而还少了2000多个，认为这场发布会可能有夸大宣传的成分。
不过，得到上的彭天放老师有不一样的看法。作为《硬 科技 报告》的主理人，他一直很关注脑机接口这方面的进展，发布会后，他也之一时间请教了得到上《脑机接口》课程的主理人孙瑜老师，以及清华大学脑与认知科学研究院的研究人员。
他认为， 马斯克在脑机接口这个领域的动作，都指向一个方向，就是降低收集人脑数据的门槛。而这一点对于脑机接口走出实验室，走向商业市场，有重大的意义。
在今天的内容中，我就来跟你分享一下彭老师的观点，以下是彭老师的原话，我来为你转述一下。
你好，我是彭天放。
在发布会后，我们很自然地会有这样的疑问，马斯克这次发布的脑机接口产品是什么水平？有哪些真正的突破？距离能让我们直接用脑电波操控家用电器、玩 游戏 ，甚至实现我们小时候共同的梦想：直接用脑机接口给我们大脑传输知识，还有多远？
要想理解神经链接公司阶段性的进展，我们必须从所有脑机接口产品的终极理想形态说起。
我们知道，人的大脑是由数百亿个神经元相互连接组成的复杂系统。以我们今天对人脑的了解，我们的每一个想法，每一段记忆，都是以电信号强弱的形式存在于神经元连接里面的。于是很自然的，一个最理想的脑机接口，就应该能够同时测量这全部数百亿个神经元的活动，并且有能力对其中任何一个神经元信号进行控制和修改。这个终极形态的脑机接口也被叫做所谓“全脑接口”。
很显然，“全脑接口”是一个过于美好的理想，我们今天大部分人在有生之年恐怕是看不到的。但是我们也不用灰心。这就像我们今天使用的所有计算机也不是人们在18世纪最早构想的万能机器，而都是今天所谓的图灵机那样。对一个工程问题，科学家们总能找到一个接近理想的可行方案。
而神经链接公司的科学家们认为，这个可行方案对于脑机接口而言，只需要接口的带宽达到大概100万个神经元的量级。也就是说， 当脑机接口产品能够同时监测100万个神经元的实时信号时，就足以产生很多颠覆性的功能了。 比如，用脑电波玩 游戏 、操控飞机轮船，甚至人与电脑之间可以抛弃鼠标键盘，而直接用脑机接口传递信息等等。
那你可能要问了，距离这个简化版的方案，马斯克还有多远呢？诶，你会发现这个问题的答案，比起刚刚距离“全脑接口”这个终极理想的答案，可能要乐观得多。我们下面用一个最简单的模型来估算一下：
由于脑机接口的带宽大概跟传感芯片电极的密度成正比，我们不妨假设，脑机接口的带宽在未来可以按照芯片摩尔定律的速度增长，也就是每18个月翻一番。以8月29号这次发布会上具备1024个信号通道的产品作为起点来估算，假设目前每条信道只测量一个神经元的活动，那距离未来理想中具备100万个神经元带宽的脑机接口，大约需要15年的时间，也就是大概2035年前后。
这15年的时间听起来似乎还是有点长，但是比起刚刚“有生之年”的答案就是一个好得多的、可预期的结果。
不过听到这里我想有人可能要说了，彭天放这好像是在帮着马斯克吹牛啊。刚刚说了半天都是未来的事，这一次马斯克的发布会上有什么实打实的突破吗？
确实，刚刚的估算只是用过去类似技术的发展经验，指出一个原则上可行的未来。而 马斯克真正的过人之处，恰恰是他能够规划出一条从现实到未来的路径。 这一点从他过去成功推动商业航天和电动 汽车 的颠覆式创新来看，也是得到了反复验证的。
这些过去成功的经验，我们限于篇幅就不展开讲了，还是回到脑机接口技术。我们知道，今天的脑机接口技术，不论是在产品的带宽、识别的准确度，还是生物兼容性等等方面，距离刚刚提到的理想方案还有很大的不足。那马斯克是打算如何带动脑机接口产品从今天到2035年这15年的发展呢？
从这一次发布会，我认为在马斯克看来，推动脑机接口产品成熟的关键很可能就在于数据两个字上。
过去的脑机接口技术尽管发展得很快，但其实在数据获取的渠道以及数据量上还是非常有限的。 举例来说，我们看到过去大部分脑机接口研究的数据获取，要么需要招募志愿者，要么需要找到碰巧患有脑部疾病的人。总之，都是在比较短的时间跨度，在有限的人群身上，通过实验室内的设备获取的少量数据。
而我们知道，面向大众的电子产品，往往是需要大量用户数据作为产品设计和优化的依据，才能最终成熟推向市场的。更不要说是这种需要嵌入人头部的电子设备了。由于过去采集数据规模有限，除了发表论文之外，产品开发人员其实很难得出一些对脑机接口产品功能有帮助的结果。
于是，从产品到数据，到更好的产品，再到更多的数据这样一个正反馈飞轮就很难转起来。更不要说对于大量脑电波信号所表达的确切含义，我们其实还不是很清楚，这都需要海量的数据作为研究支撑。
而这一次马斯克发布的产品，我认为， 主要就在尝试通过优化脑机接口的产品体验，解决数据获取的门槛过高的问题。 我们可以看出，与以往的脑机接口设备相比，这一次产品最明显的变化，并不是技术底层有突破，而是它在用户体验上做了很大的提升。
以往这种需要植入人头部的脑机接口设备，它们的设计大都脱胎于实验室，不仅比较笨重，而且经常需要从人的头里面连出几根数据线，给人一看就是一副医疗仪器的样子，佩戴和使用都很不方便，甚至可能对于使用者的自尊心都会有一定影响。
而这一次发布的产品只有一枚硬币大小，未来计划通过一个小的手术嵌入人的颅骨采集脑部信号，并且使用无线的方式远程传输数据，甚至可以通过类似手机无线充电的方式进行充电。在使用的体验上，这款产品并不像一个医疗仪器，而更像一个 健康 手环。我在文稿区放了一张这款产品拿在手里的照片，你有兴趣可以看一下。
据马斯克说，未来这款产品安装在人的头部之后，可以做到外观上几乎和普通人没有区别。可以看得出，这一次产品发布的所有细节，都在为优化用户的使用体验，降低数据的收集门槛做准备。
另外，由于脑机接口产品成熟度不足，过去的产品可以说五花八门，不像智能手机有类似触摸屏、摄像头这样行业默认的设计模式。这就不利于产品在已有的标准上进行迭代优化。
而这一次神经链接公司发布的产品，本身产品化、集成化的程度更高，甚至为了产品更好的设计感，有意地把信号通道的数量从过去的3072个压缩到了1024个。这就是不惜牺牲一定的数据带宽，换取产品的使用体验。
而且，神经链接公司还专门为这款脑机接口的植入设计了手术机器人。未来预计植入手术的时间可以缩短到一个小时。这不仅对于使用者而言很方便，就像做激光近视手术一样；对于产品的开发而言，也有利于明确产品的大小、接口类型等等开发标准，提高未来产品优化迭代的速度。
上面说了这么多，都是我们看到这次发布会中体现出的，马斯克对未来产品的规划以及雄心。但是不得不说，这一次的产品，还是有很多明显需要改进的缺陷的。
首先，从这次产品的命名来看，叫做LINK V0.9版。这就意味着， 目前这款产品还不是能够安全、合法地，在人体上进行测试和使用的脑机接口设备。 事实上这一次发布会的产品展示，只是使用了三只小猪作为案例。而且其中只有一只小猪，在展示的当天头部植入了这款脑机接口设备，另外两只小猪是作为对照组出现的。这多少会让这次产品发布的说服力打一些折扣。
其次，这一次发布的产品只展示了对大脑信号的读取功能，而没有展示向神经 *** 中写入电信号的功能。 也就是说这次的脑机接口，仅仅在小猪运动或者闻到特定气味的时候，读取了神经兴奋的信号；但并没有能够向小猪的神经 *** 中输出信号，影响或者改变小猪的行为。虽然马斯克在发布会上表示，这款产品在未来可以向人脑的神经元输出电信号，来治疗某些精神疾病，或者增强人的大脑机能，但是从这次的产品展示来看，这项功能应该还不成熟。
第三，尽管这款脑机接口设备通过比较成熟的产品设计，降低了数据采集的门槛，但是对于采集到的脑电波数据本身，如何进行有效的编码解码，分析数据的内在含义，未来还需要大量的研究工作。 像马斯克所说的治疗心理疾病，提高学习效率，甚至上传人的记忆等等酷炫的功能，距离实现可能还有一定距离。
除此之外，还有人担心长期植入这款产品产生的排异反应；由于电子产品的更新换代需要频繁更换硬件的问题。这些都是未来马斯克的神经链接公司需要改进的地方。
不过我想，对于这一次发布会而言，所有上面这些缺陷都是情有可原的。因为这次发布会的主要目的，其实并不是发布一款已经成熟即将上市销售的产品，而是马斯克想通过这次产品展示，为他这家成立仅有三年半的创业公司招贤纳士。在发布会的最后，他表示这家目前只有100多人的公司，未来希望能扩张到1万人左右的规模。
最后我想说，脑机接口是一个非常复杂的领域，里面依然面临着许多的技术以及伦理挑战，你如果有兴趣，进一步了解可以学习我们得到上孙瑜老师的《脑机接口》课程，我也会为你继续关注这一领域的进展。
好了，以上就是彭天放老师为我们带来的解析。脑机接口是一个非常复杂但也很让人很着迷的领域。这个领域最吸引我的地方在于，它可能会为我们创造一个全新的沟通界面。如果我们不需要用语言沟通，而是可以通过脑机接口，跟别人交换意识，实现“脑脑交互”，那这会是一个什么样的世界呢？欢迎你在留言区，分享你的脑洞。
感觉脑机芯片就是骗局，不应该叫脑级芯片，应该叫，肌肉感知芯片，看到的都是通过脑电波，破解后的认知，是物理振动，不是认知信号。叫脑，不合适，叫肌肉感知比较准确。
用肌肉感知获取人的认知，实验量应该非常巨大，这和采集大数据同理。
这就是大数据采集和应用，不是什么高 科技 。
真正的脑级芯片不应该这样，真正的脑机芯片应该是主动，被动信号的双向采集，物理信号只是其中的一部分，中枢神经的温度感知也应该有，人体的温度每时每刻都在变化，破解人体温度信息才能接近真正的脑机芯片，
近日，我国首例“脑机接口”反应性闭环神经 *** 系统植入手术顺利完成。该系统的植入，意味着我国具备自主知识产权的“脑机接口”高新技术产品已经走到了全方位临床使用前的最后一步。
据悉，闭环反应性神经 *** 系统为“脑机接口”在临床领域的重要应用， 该技术通过将人工智能芯片植入颅骨，颅内电极植入脑内，昼夜无间断监测脑电节律，一旦预测到即将发生的癫痫就会启动外源性干扰节律，直接阻断致痫灶内的癫痫形成。
赛博朋克技术的又一次实现
对未来 科技 感兴趣的朋友应该对《赛博朋克2077》 游戏 不陌生，在 游戏 中，你可以体验到不同的“黑 科技 “带来的新鲜 *** 感，例如机器人、AR、VR、仿生人、记忆移植技术、智能追踪武器等。而作为其中代表性的技术之一，仿生人技术与此次的脑机接口就有异曲同工之处。
仿生人 是将机械与人进行结合，人可以通过机械获得更好的能力，通过“读取”大脑的基本指令实现对机械的控制。
而脑机接口则要求我们不仅需要读取大脑中的信息，还需要可以“写入”，即除了能够感知信息之外，还要能做出反应。作为是一种用户界面，用户可通过计算机读取脑中的信息，经过计算处理，让信号转化为相关的反馈指令，计算机可以接受大脑传来的命令，或者也可以发送信号到大脑。
正如新闻所提到的，脑机接口不仅可以做到检测危险信号，同时还能对其进行干扰和阻止，从而防止危险行为发生。医疗领域有了脑机接口技术，更多的患者即将获得重生的希望。
脑机接口技术的发展历程
据悉， 脑机接口的形式，可按照在大脑中的采集位置分为非侵入、半侵入式和侵入式三种。 他们之间更大的区别是，是否对大脑采用有创口的手术方式来获取神经元信息。其中，非侵入式模式仅作用于头皮；而半侵入式则将设备植入头皮和大脑皮层之间；侵入式则完全植入大脑皮层。
脑机接口技术看似很科幻，其实早在20世纪，人们就已经开始对其进行研究了。
在20世纪70年代，人类之一次对面向运动功能的脑机接口进行研究，并证实了猴可以在闭环的操作性条件作用后快速学会并可以自由地控制初级运动皮层中单个神经元的放电频率。不过该阶段大多都是对动物进行研究，直到20世纪90年代，面向运动的脑机接口有了迅速的发展，人们可以通过技术实时捕捉神经信号，并控制外部设备。
得益于多年来对动物进行的实验基础，脑机接口技术逐渐应用到人体，早期的植入设备例如人工耳蜗等可以帮助用于恢复损伤的听觉、肢体运动能力和视觉等。
最令人印象深刻的是，在2014年巴西世界杯开幕式上，高位截瘫青年Juliano Pinto通过脑机接口技术逐渐恢复下肢运动功能，同时利用人工外骨骼技术驱动外骨骼机器人行走，从而实现开球。
在我国，浙江大学也曾在2020年完成了国内首例植入式脑机接口临床转化研究，患者可以利用大脑皮层信号精准控制外部机械臂与机械手，实现三维空间的运动。
近年来，随着脑机接口技术的不断发展，众多企业也开始在脑机接口领域布局。
说到脑机接口，马斯克投资成立的神经 科技 公司Neruallink公司可以算是该领域的代表企业了。Neuralink曾给实验猪的大脑表层植入过芯片，然后将猪的大脑运动无线传输到电脑上观察。他们还曾在猴子的手臂和手上植入了同一枚芯片，让猴子可以用意念控制光标移动，接住 游戏 里移动的乒乓球。
在对人体的“侵入式”脑机接口研究中，马斯克的Neuralink公司提供了更安全的 *** ，它让开颅的尺寸缩小到只有硬币大小，从而减少对大脑的创伤。
除了国外的 科技 公司，近年来，国内也出现了一批以脑机接口为主营业务的高 科技 企业，例如研究侵入式脑机接口方向的创立于2011年的博睿康 Neuracle公司，2016年创立的科斗脑机 科技 公司、2019年创立的宁矩 NeuraMatrix和优脑银河 Neural Galaxy，以及2021年创立的脑虎 科技 NeuroXess 等。利用脑机接口、人工智能等技术，为医疗、 娱乐 、生产等领域提供技术支持。
结尾
纵观脑机接口技术发展的几十年间，人类对脑机接口的研究从动物到人体，从微创到无创，从医疗领域到生活其他各领域，给人们的生活带来便利的同时，也存有一些担忧。毕竟脑机接口里植入的芯片，它不会有像人类一样的 情感 变化，在面对决定时只有算法决定下的执行，不会出现犹豫的情况。而人类是有 情感 的，一时的危险性意识行为可能只是想想而已，并未想要付诸行动。如果搭载了脑机接口可能就会直接执行该行为，给 社会 安全带来威胁。
参考资料：
2014年巴西世界杯的开幕式，是大脑控制外骨骼研究的一个绝佳的实验场地，残疾少年将身披接驳进大脑的机械外甲，开出这一全球盛宴的之一脚球。
《环球科学》连线“绿荫场钢铁侠”缔造者、杜克大学医学院神经科学教授米格尔·尼科莱利斯（Miguel Nicolelis），为你讲述“脑-机接口机械战甲”的研发之路。
注：相关揭秘视频，请点击
2014年巴西世界杯的首场比赛，吸引全世界数十亿观众目光的，绝对不只是巴西队的进球和罚下对手的红牌。这一天，我所在的美国杜克大学的实验室——专门研制用脑电波控制机械假肢的技术，将与欧洲和巴西的同道一起，为脑-机接口技术、瘫痪治疗史，树立一座新的里程碑。
巴西世界杯开球少年的双腿上，将包裹一套我们称之为“外骨骼”（exoskeleton）的机甲装备。在足球场上，由瘫痪少年的大脑发出的行动信号，经无线传输到背包内一台笔记本大小的计算机装置中，进而让瘫痪少年迈出具有历史意义的一步。这台计算机将把大脑电信号转换成数字化的行动指令，让外骨骼首先稳住球员身体，然后诱导机械腿在平整的草坪上协调地做着前后运动。当球员发现脚和足球接近时，想象着用脚去踢它，300毫秒之后，脑信号就会命令外骨骼上的机械脚以巴西式的踢法，将球勾起，向上抛出。
这一革命性技术的科学展示，将给全球数十亿观众传递一个讯息：大脑控制机器已不仅仅是实验室的演示和技术幻想，因外伤或疾患致残的残疾人，很可能再次获得行动能力。
未来十年，我们也许会研发出一种技术，将机械、电子或虚拟机器与大脑相连。这项能够恢复行动力的技术，不仅给交通事故和战争受害者带来希望，也会使渐冻症（肌萎性脊髓侧索硬化症）、帕金森病和其他运动障碍患者获益，例如在伸肘、握拳、行动或语言上有障碍的病人。
除了帮助残障人士，科学家还能用神经假肢装置（Neuroprosthetic device，也称脑－机交互设备）做更多的事，比如通过增强正常人的感知和运动能力，以一种革命性的方式去探索世界。人们或许可以用脑电波控制大大小小的机械装置，远距离遥控飞艇，甚至与他人分享思维和感觉，形成以大脑为基本单元的 *** 系统。
【会思考的机器】
慕尼黑工业大学的戈登·陈（Gordon Cheng）致力于轻便机甲套装的设计，他也是“重新行走项目”（Walk Again Project）的发起者之一。该项目是由杜克大学神经工程中心、慕尼黑工业大学、瑞士联邦理工学院以及巴西埃德蒙与莉莉·萨夫拉国际纳塔尔神经科学研究所（Edmond and Lily Safra International Institute of Neuroscience of Natal）等世界顶级科研机构共同发起的非营利国际合作项目。
“重新行走项目”的基础，可以追溯到20世纪60年代，科学家在那时之一次尝试探索动物大脑：如果能将神经信号输送至计算机，计算机能否发号指令，启动机械装置？
1990年至2010年间，我和杜克大学的同事共同创建了一种 *** ，将数百个发丝般细柔的传感器，即微细线（microwire），植入大鼠和猴子的大脑。过去20年中，我们已经证实，灵敏的微细线可以探测到额叶和颞叶皮层中，成百上千个神经元发出的微弱电信号（即动作电位），而额叶和颞叶皮层正是自主运动的主要控制脑区。
过去10年，研究人员一直在动物实验中，通过上述脑—机接口，利用大脑信号驱动机械臂、手和腿。2011年，我们实验室取得突破性进展：两只猴子学会了利用神经信号，控制电脑中的虚拟手臂去抓取虚拟物体，而更让我们感到惊喜的是，每只猴子的大脑都接收到了虚拟手臂在抓取虚拟物体时产生的触觉信号。利用计算机软件，我们可以训练动物，让它感觉它用虚拟手指触摸的物体是什么样子。
现在，众多神经科学家、机器人学者、计算机专家、神经外科和康复科医生参与的“重新行走项目”，已经开始采用我们的研究成果，用以建立一种全新的训练和康复手段，教会严重瘫痪患者如何使用脑—机交互装置，重新获得全身运动的能力。
事实上，在开球“钢铁侠”走上2014年世界杯开幕式之前，科学家首先得在一间先进的虚拟—现实房间内进行实验，即所谓的洞穴状自动虚拟环境（Cave Automatic Virtual Environment），这个房间内，四周墙壁、地板和屋顶都会装上显示屏。参加这项研究的受试者会戴上3D眼镜和头罩，这种头罩可以通过脑电图和脑磁图，以无创的方式检测受试者的脑电波（由于是测试之一代技术，受试者为体重较轻的青少年）。戴上之后，受试者就会进入一个朝着四周延伸的虚拟环境，学会如何通过意识来操控虚拟身体。虚拟身体的动作会逐渐变得复杂，最终可以完成一些精细的动作，比如崎岖的路面上行走，或者打开一罐虚拟果冻。
【探测神经元信号】
操纵外骨骼，就不像控制虚拟身体那么容易，因此涉及的技术和相关训练会复杂一些。一个必需的步骤是，要把电极直接植入瘫痪患者的大脑中，才能控制机械假肢。而且在放置电极时，不仅要把电极植入颅骨下的脑组织内，而且还要能同时探测大脑皮层上的更多神经元。
运动皮层（位于额叶）是大脑内负责产生运动指令的区域，它发出的指令通常会传递到脊髓，控制和协调肌肉活动，因此很多电极都会植入运动皮层（一些神经科学家认为，通过脑电图等无创手段来记录大脑活动，可以反映出意识和肌肉之间的对应关系，但目前这个想法还没有实现）。
我们小组的成员之一、杜克大学的加里·里修（Gary Lehew）设计了一种新的传感器：记录魔方（recording cube）。我们将它植入大脑后，便可探测大脑皮层中各个方向上的神经信号。记录魔方不像先前微电极阵列，只有电极的尖端能记录神经元信号，它可以沿着中轴，扩展出微细线，感知上、下及周边的神经信号。
我们现在的记录魔方已经囊括了超过1 000个有效的记录微细线。按照一个微细线至少记录4～6个神经元的信号来计算，每个魔方可以捕捉4 000～6 000个神经元的电活动。假如我们在负责高级运动和决策的额叶和顶叶皮质区，植入多个魔方，那么我们就能够同时获得上万个神经元的信号。根据我们的理论模型，这些应该足够操控外骨骼，赋予双腿活动能力，让瘫痪患者恢复自主运动。
要处理来自传感器的海量数据，我们还要为瘫痪患者专门研制新一代神经芯片。这些芯片与微电极一同植入患者大脑后，它们就可以提取出控制全身外骨骼所需要的初始运动指令。
当然，检测到大脑信号后，还需要传递给假肢。杜克大学的蒂姆·汉森（Tim Hanson）博士构建了一个拥有128个频段的无线记录仪，配备有可植入颅骨内的传感器和芯片，这些芯片可以把记录到的脑电波传送到远程接收器上。
将来，记录到的数据会通过无线装置，传输到瘫痪患者背包内的小型计算处理单元中，多个数字处理器将运行各式软件，把运动信号翻译成数字命令，用以控制机械外套上的各个活动部位（即致动器）——关节，以及调整机械假肢位置的各种硬件装置。
【来自大脑的指令】
在数字指令的驱动下，穿着外骨骼的患者会逐渐迈开步子，调节自身行进的速度，甚至可以屈膝、弯腰、爬楼梯。外骨骼的机电回路（electromechanical circuit）可以直接调整假肢的位置，不需要神经信号的参与。
这种类似太空服的机械外套，不仅穿起来舒适灵活，还能支撑起穿着者的身体，起到替代脊髓的作用。通过充分利用源于大脑信号的控制指令与致动器的电子反馈间的相互作用，脑－机交互装置能让瘫痪患者在世界杯上，凭着自己的意志在球场上奔跑。
理想的机械外套不仅能赋予瘫痪患者活动的能力，还能感知脚下的地面。在外套上融入既可以检测特定动作的力度，又能将来自外套的信号反馈给大脑的微型传感器，科学家就能让机械外套“复制”出触觉和平衡感。这样一来，瘫痪患者就能感觉到脚趾与足球间的接触了。
球员的身体一旦与外骨骼发生作用，大脑便会把这个机械外套当作球员身体的一部分。在训练时，球员通过与地面的连续接触，感知机械腿的位置，积累了感觉经验，从而能够在球场或人行道上熟练地迈开步子。
当然，在此项研究应用到人体之前，我们不断地在动物身上了进行严格的实验。无论是在巴西、美国还是欧洲，这项研究必须经过监管机构的严格测试，确保科学和道德上的合理性。对于巴西科学界来说，这项成果即便出现了一些不确定性因素，纵使之一次公开亮相的时间很短，但像这种史上少有、具有里程碑意义的研究成果，也足以吸引学者们的眼球。
（作者：米格尔·尼科莱利斯是神经假肢领域先驱，杜克大学医学院神经科学教授，“重新行走”计划负责人；翻译：栾兴华是北京大学医学部神经病学博士，上海瑞金医院神经内科医师）
