2014年，在巴西足球世界杯开幕式上，世界见证了一位截瘫青年朱利亚诺平托giuliano Pinto穿着“机甲”完成了一次开球。在这温情的一幕背后，是神奇的脑机接口技术帮助他实现了这一点“用意念控制”

脑机接口技术是指在有机生命形式的大脑和具有计算或处理能力的设备之间创建信息交换的连接路径，实现信息交换和控制的技术。为了建立这个通道，我们必须首先使用传感器来捕捉大脑 这些思想最直接的表现就是脑电信号。

侵入式脑机接口技术

它是通过在骨头或脑膜上的神经元附近植入微小的传感器或芯片来实现的。

好处：信号强度高，抗干扰能力强，空间分辨率高，可以读取大脑深处的信息，更贴近人 并能实现反向刺激。

缺点：开颅手术难度高、风险大，植入的传感器或芯片面临生物相容性的问题。

脑电信号

人的意识、思维由神经元组成、突触之间实现信息传递，在这个过程中产生电信号。因此，读取大脑产生的电信号，可以在一定程度上了解大脑的功能活动和信息处理过程。在本文中，脑电信号小人代表大脑活动中产生的各种电信号。

传感器

能将测量值转换成可用电信号的装置或设备，通常包括敏感元件、转换元件和调理电路等。在本文中，传感器恶棍承担“读取想法”的功能。

无创脑机接口技术

戴上脑电图帽。这种特殊的帽子内置了许多传感器，通过触摸头皮来读取脑电波。

优点：安全方便，无需手术。

缺点：抗干扰性差头皮上的脑电信号太弱，无法准确判断，一般在μV级；空间分辨率不足无法准确判断断电信号的脑区来源。

当大量同步的神经元形成同方向的电矩时，会在周围空间产生很强的电场。这个电场可以穿透脑脊液、头骨等到头皮表面。因此，传感器可以通过接触头皮或植入颅骨获得脑电信号的活动。

脑电信号被传感器读取后，需要进行处理和分析，通过算法转换成可以控制外部设备的命令，从而实现大脑与设备的交互。

除了“用意念控制”此外，我们还可以通过外部刺激来改善大脑功能，进行修复“异常的意念”比如深部脑刺激（Deep brain stimulation）就是这样的技术。深度脑刺激的另一个更广为人知的名字是脑起搏器。植入大脑某些区域的传感器可以产生电脉冲来调节大脑中的异常电流，或者影响大脑中的某些细胞和化学物质。目前发现DBS技术对帕金森氏病有很好的疗效s病、特发性震颤、癫痫等常见脑部疾病有很好的辅助治疗效果。

下面，让 让我们来看看脑机接口技术的应用场景。

只要看一眼，轮椅就能按照你的想法移动；双臂神经损伤可以打败恐龙；虽然表面平静，但警方可以洞察是谁泄露了UFO秘密“情报特工”飞行员过度劳累，先进战机亲密着陆·让 s破解传感器恶棍如何捕捉脑电图恶棍的意图。

1在显示屏上，前进、后退、左转、右转对应的光标以不同的频率连续闪烁。在考虑要执行的指令后，眼睛看着显示器上代表该指令的光标——。

2大脑枕部产生稳态视觉诱发电位，其频率随眼睛注视光标的频率而变化这时，脑电信号的频率和“前进”相应的光标闪烁频率是一致的。

分布在大脑枕部的3个脑电信号传感器采集脑电信号，经过计算机分析处理后，发现这个频率与屏幕不同“前进”频率相同，理解人类的意图。

此外，还可以通过观看不同频率的刺激来选择不同的字母或数字，从而实现文字输入或控制外部设备。这种脑机接口的优点是信号稳定，识别准确率高，缺点是刺激可能引起眼睛疲劳或头痛，指令数量有限。

经颅直流电刺激（Transcranial direct current stimulation)

通过对大脑皮层施加DC电刺激，改变神经细胞的潜在状态，我们可以提高我们的运动想象能力：从而更好地操作运动想象的脑机接口。

1患者想象自己的肢体动作。

传感器识别特定皮层μ节律的变化，分析他们的运动思想。

通过一系列的信号处理，控制外骨骼帮助它们完成相应的动作。这样，患者不仅可以意识到自己所想，还可以得到针对性的康复训练，激活大脑的神经可塑性，强化肌肉和神经的功能，逐步恢复对身体驱动的控制能力。

P300电位

是大脑在事件（如听觉、视觉刺激）事件发生后约300毫秒出现的正向脑波。这是大脑的客观反映刺激信息的处理和注意力、认识、判断、记忆、思考等高级神经活动反映了大脑和大脑的相互关系对信息的初始认知处理。

1刑侦人员可以向嫌疑人展示与案件相关的照片，同时采集其脑电信号的变化，从而洞察谁是嫌疑人。

当嫌疑人看到陌生场景时，P300振幅变化不大。

当嫌疑人看到亲身经历、当有令人印象深刻的照片时，由于参与了犯罪过程，相关刺激的信息量会更大，P300振幅会更高，波形面积也会更大。

事件对个体越重要，突然出现时诱发的P300电位越强，这样我们就可以区分不同事件对用户的重要性。所以，当直男犯罪嫌疑人看到与犯罪有关的刺激时，即使他能“面不改色”不可能控制P300电位的产生。因此，调查人员可以利用这项技术来识别真正的罪犯。

然而，脑机接口技术有多么神奇，它在技术安全和伦理道德方面面临的多重挑战和风险是巨大的。

从技术上来说，大脑的工作机制还没有完全揭示，科学家对大脑信号和意识之间的关系还不够清楚，所以他们可以 无法准确分析大脑信号，更不用说完全模拟大脑的复杂功能了。

在安全方面，对人类最重要最敏感的器官——大脑的干预和修改，可能会对人的身心造成不可逆的伤害，也可能会遭到黑客的攻击、数据泄露、侵犯隐私等安全风险。

从伦理上讲，大脑这个人类最本质最私密的部分的信息收集和调节，可能会影响人类的自我认知、自主权、责任归属、社会公平等方面影响深远，威胁人类尊严，甚至让技术和人类社会失衡。

同学们，你们认为给人脑计算机接口技术带来无限可能的最重要的应用场景是什么？