大脑计算机界面一百年

文字|大脑智风格文字|吉吉风格“您能想象用自己的思想控制计算机吗？”这个场景有时仅存在于科幻小说中，现在正成为现实。 2025年6月，马斯克（Musk）站在Neurink新闻发布会上，宣布了一系列新技术：脑部计算机界面种植的7名患者可以在他们的脑海中打字，玩游戏，甚至控制机器人手臂。其中，亚历克斯（Alex）瘫痪了多年，他教了特斯拉·欧宝龙（Tesla Optimus）机器人通过大脑信号为自己倒水。但是一切皆有可能呢？作为一个世纪的回报，人脑和机器之间的对话开始了悄悄地开始。当Begel在1924年首次获得大脑的浪潮时，他可能没有想到弱的当前活动将是一个世纪后人类计算机接触的新语言。从实验室的意外发现到今天的“心灵感应”，这条路并不顺利。所有好技术通常都对其ORI微不足道杜松子酒。在计算机和AI诞生之前，探索脑部计算机界面的探索始于一个更关键的问题：到底是什么想法？一些先驱者认为它可能与电力有关。 1924年，德国耶拿大学精神病医院。汉斯（Hans）乞求凝视着医院床上的少年，并用两个进入患者头皮的银线小心地固定电极。这些浸泡过的盐的金属板连接到巨大的示波器，该示波器记录了电流淡淡的波动。 “第七次尝试，电压为12microvolt……”他低声录制。在过去的五年中，伯杰进行了无数的实验，积累了1000多个脑电图，甚至与他自己和儿子进行了实验。电气。 直到1929年，他的角色“使用人类脑电图”终于发表了。常规信号称为alpha和beta波在时间的最前沿已经证明了世界：电气布莱n活动改变了人类精神状态的状态，人类态度可以通过工具获得。 但是，Beger的发现被认为是一种调皮的学术社区信仰，未能获得他死亡正确的认可。但是他的毅力最终为神经科学开辟了一个全新的领域。 但是，大脑的模糊和混乱的波浪能传达什么？他们怎么能破译？ 为了确定脑波的秘密，科学家在人脑中种植电极之前已经进行了数十年的探索动物。 1969年，猴子大脑的神经元首次恢复了仪表指针。这是历史上第一次将大脑信号直接转换为机械指令。菲茨的实验证明，大脑可以学会控制外部设备，例如控制自己的肢体。 但是问题是，人脑可以做到吗？ 1973年，加利福尼亚大学洛杉矶分校的Aresearchers Jacques Vidal正式在其论文中，首次提出了脑部计算机界面，以“指导脑部计算机通信”。 （BCL）术语。 在实验中，受试者戴着EEG电极盖，并通过凝视屏幕上的闪闪发光的灯光，由计算机捕获和识别由大脑产生的明确诱发电位（VEP），从而控制了一个虚拟光标以移至迷宫。 尽管此过程很慢，但它首先证明了人类目标就像摩尔斯密码一样，可以将其直接转换为机器可以理解而无需穿过肌肉和神经的指令。 但是，此阶段的BCI研究是主要的理论概念，尚未开发完整的技术系统。此外，头骨记录的EEG信号就像在体育场外听欢呼，嘈杂而不清楚，而且技术出生无关。 为了获得更清晰，更准确的信号，科学家意识到他们可能需要更接近T他大脑甚至进入大脑。 1978年，纽约。 威廉·多布尔特（William Dobrts）医生在一个盲人的视觉皮层中种植了一组68个电极。当他打开时，他看到了一个低分辨率矩阵的图像。 这不是真正的视觉，而是光视觉（大脑电源刺激的幻觉），而是该实验将BCI带到了临床领域。 1988年，科学家开发了P300拼写设备，使瘫痪的患者可以通过脑电波选择字母以实现基本的沟通。据说这是第一次在卡西特（Kasit），一个完全无法搬家的人是基于他或她的思想团结一致的外界对话。因此，p300拼写器已成为脑部计算机界面的第一个真实应用。 经过围绕人脑进行的一系列临床试验，通常建立了脑部计算机界面的原理。 1999年，举行了第一次国际大脑和计算机界面会议。科学家有RE人们对大脑计算机界面不是科幻小说，而是一门严肃的科学。在这一点上，作为专业研究领域的大脑计算机界面被学术和行业正式认可。 什么是大脑计算机界面？ 要了解脑部计算机界面的工作原理，我们必须首先了解大脑工作的基本方式。所有的思维，人类意识的行为是神经细胞在大脑中的DE电活性最终是最终的。大脑就像一个总部，将电信号传输到人体其他部位约800亿至1000亿个神经元，并且每个神经元与十名其他千元神经元相连，形成了复杂的神经网络。当您想移动手臂时，大脑的运动皮层会产生特定的电信号，这些电信号通过脊髓和周围神经传播到手臂肌肉，激励运动。 大脑计算机Interf的基本原理ACE将在自然神经系统之外建立一个新的信息渠道。它不依赖周围神经系统和肌肉组织，而是直接在大脑和外部设备之间创建一个连接路径，例如从计算机的USB接口输入ADATA电缆以读取硬盘数据。 完整的大脑接口系统通常包括四个主要阶段：记录，解码，控制和评论。在记录阶段，通过电极和其他设备收集神经脑活动的信号。在解码阶段，使用机器研究等算法评估了记录的神经活动。在控制阶段，解码的信息将转换为外部设备的控制指令；在反馈阶段，设备执行操作，并使视觉，触摸和其他生活信息馈回用户，形成封闭环。 但是大脑计算机的第一个接口就像旧计算机：T他的电极很大，响应速度很慢。科学家就像在厚墙外的纳卡塔约一样，含糊地听到有人在墙内说话，但只能得到零星的话。单点的下降阶段的脑部计算机界面立即需要系统的研究和应用。 进入21世纪，大脑计算机界面的技术始于开发的爆炸，而大脑计算机界面的技术开始实际上为人们提供服务。 2004年，美国罗德岛医院。马修·纳格尔（Matthew Nagel）是一个因脊柱脊柱损害而患有四肢瘫痪的年轻人，成为紫罗兰脑部计算机界面的第一个主题。他的大脑脑皮质被种植在4mm x 4mm电极阵列中。这种类型的电极阵列（匹配头的大小）用约100针形的电极分布，可以同时记录数百个附近神经元的洗衣活动。在这个系统中，在进行了几个月的培训后，他学会了控制计算机光标，并成为第一个使用侵入性脑部计算机界面来控制机器人臂的人。 在2014年巴西世界杯的开幕式上，穿着机械武器的截瘫男孩在他的脑海中打进了第一个进球。由杜克大学教授米格尔·尼科拉里斯（Miguel Nicolaris）设计，由该大脑进行外骨骼控制，首次设计，可以评论佩戴者，例如大脑控制外骨骼的活动，例如按压，温度和力量。目前，大脑计算机界面技术已从临床医疗设备变为全球关注的重点。 同时，非不创技术也正在迅速发展。 2016年，明尼苏达大学的siprofessor bin n he美国教授bin小组使用头皮脑电图在三维空间中控制物体，而无需植入脑电极，包括操纵RObotic Arms可以捡起，将东西放进去并控制飞机的飞行，为数百万个神经系统带来了希望。 在临床项目（例如Braingate）上进行了一系列临床突破之后，脑部计算机界面进入了瓶颈时期：电极稳定性不足，信号有限和复杂的操作抵消了该技术的广泛应用。 在这种背景下，马斯克的神经链接出现，同时研究显示了各种技术路线的平行性特性。 2019年7月，埃隆·马斯克（Elon Musk）将举行新闻发布会，宣布Neurink在脑部计算机界面技术方面取得了重大成功。 在神经链接出现之前，脑部计算机界面技术（BCI）延长了主要疾病点，例如由严重电极引起的组织损伤，信号获取效率低，大型外科手术创伤，设备稳定性差和商业化难度。 Neurink开发了一个系统T使用神经外科机器人在大脑的28平方毫米的区域中使用直径为4-6微米的柔性“电线”电极。它可以适应以外的传统硬性硅电极的智能环境，并造成较小的脑损伤。电极线的范围包含3072个电极位点，并通过R1手术大脑皮层机器人快速种植精确的微米水平，具有更强的解码功能和更好的磨损。 在短短几年内，神经技术已应用于临床领域。 2024年1月，Neurink成功完成了第一个人类种植操作，使患者可以使电子设备瘫痪。 直到2025年6月，有7个主题（4例脊柱受伤和3例ALS患者）种植了N1芯片。一些用户每周使用它们超过60个小时，并且可以控制机器人臂，玩电子游戏甚至程序。 Neurink，同时在2026年。 但是BCI开发口粮不仅是一种侵入性道路。 根据各种获得大脑信号的方式，脑部计算机界面主要分为三类： 由神经链接代表的侵入性脑部计算机界面需要通过颅骨切开型电极直接种植到脑组织中。该方法可以获得最准确，最强烈的神经信号，但它具有最大的脑部创伤和最大的手术风险。虽然播种时间很长，但可以在电极周围形成神经胶质疤痕组织，从而导致信号逐渐腐烂。 但是，在入侵BCI领域也有一条相对微妙的技术途径。 Synchron的支架不需要颅骨切开术，而是通过颈式干预将大脑的皮质皮层附近的血管放置在血管附近，从血管内记录了大脑的电活动。该方案极具创伤性，降低了手术的风险和患者接受的阈值。但是，因为t血管壁与电极和神经元分离，信号的准确性和带宽不如直接种植在脑组织中的Neurink。 同时，由脑电图代表的非不可创作技术并没有停止。尽管信号分辨率仍然存在低分辨率，但由于AI，研究人员能够从嘈杂的脑电图信号中提取更可靠的目标。非侵入性的脑部计算机界面通过佩戴电极盖和其他头皮设备来收集EEG信号，而无需操作且非常安全。由于通过头骨和外部破坏的大脑波浪的衰减，以这种方式获得的信号相对较弱，需要强烈的算法奉献精神，这更适合于EEG游戏和注意力轨道等商业应用。 侵入性BCI和非侵入性BCI之间也存在半侵略的妥协。此过程不会深入大脑组织，电极通过血管引入大脑的某个区域，使其减少了创伤，并且可以获得更高质量的信号。一周前，南卡大学团队使用血管干预技术在偏瘫患者的大脑中种植支架电极。它可以在没有开裂术的情况下恢复上足功能的一部分，这为介入BCI创造了世界的第一张记录。 通常，在此阶段，侵入性BCI进入医学临床实践，适合修复严重的身体疾病患者；不富裕的人会移动消费市场，并广泛用于商业应用中，例如日常健康，脑电图游戏等。但是，尽管大脑界面技术正在迅速发展，但技术，隐私和道德争议逐渐增加。 还记得第三阶段“黑镜”中种植的主要植物，黑人士兵tapper有认知和记忆吗？ 在Max的操纵下系统，他的视觉系统受到了干扰，他面前的人以蟑螂的形式变成了怪物，在签署种植协议时，他的记忆被完全消除了。 Syst还可以阅读士兵大脑的波浪和记忆的记忆，以便无人机可见的图像与士兵的直接视野一致，以掩盖真相。 这可能是大脑计算机界面技术完全成熟之后的情况。 当技术可以随意写认知时，现实与幻觉之间的界限不再存在。 这意味着，尽管取得了成功，但BCI面临着一系列挑战和争议。 该技术本身仍然面临许多困难。作为异物，植入物将激励对人体的免疫反应，从而导致围绕电极形成的疤痕组织，从而影响信号的质量并使设备失败。如何进行稳定的电极多年来，在人体中稳定是一个主要问题，每个人都应该解决入侵解决方案。其次，该算法的解码仍然有很大的改进空间。每个人的大脑的变化方式都变得复杂和不同。当前的算法仍然无法解码更高水平的愿望和情绪。最后，数据带宽也是一个挑战。随着电极数量的增加，大脑产生的数据量大大增加。如何实现良好和低强度的无线交付会带来更高的硬件和计算强度要??求。 尽管这项技术是古老的，但高天堂的成本可以为某些人带来BCI特权，而富人和穷人之间的差距可以创造出A-World-Picnic阶级。如果BCI技术已经从最初的医疗维修到人类改善的最初医学维修（例如改善记忆力和加速学习）的发展，只有富人可以负担得起。这种生理不平等可能比财富差距更具破坏性，并且仍然可以撕毁人类社会。 在隐私和安全层面上，公众害怕在大脑中种植筹码。如果可以将记忆上传到云中，那么政治和潜意识和潜意识的偏好就会被暴露。更令人恐惧的是，可以连接到互联网的大脑也可以被黑客入侵，从而导致操纵个人行为。目前，对人和决策的理解与机器有着深入的参与，并且人员和机器之间的界限逐渐被技术模糊。 当时我们去的地方仍然是一个难题。回到Sohu看看更多