脑机接口 从科幻到现实

脑机接口领域中文原创通俗读物的开创之作，神经接口技术领域世界知名科学家的多年科研教学经验结晶； 从历史、科学原理、最新进展、商业化和未来预测方面深入探讨脑机接口技术的发展历程； 提供独特的行业视角，揭示技术背后的故事和挑战；帮助读者理解和评估这种技术的实际应用和潜力。

这是一本深入探讨脑机接口技术发展的科普书。从历史、科学原理到最新进展和未来预测，本书详细介绍了脑机接口技术——一种利用思维直接控制物体的技术。书中围绕侵入式脑机接口技术的发展，讲述了这种技术从早期实验到商业化的演变过程。全书共分为五个部分，涵盖了前期的科技背景发展、脑机接口的早期探索、脑机接口技术的快速发展和功能升级、近年来脑机接口初创公司的兴起和商业化挑战，以及未来该领域的发展方向和面临的社会伦理考量。作者作为该领域内的资深科学家，提供了独特的行业视角，揭示了技术背后的故事和挑战。本书面向广泛的读者群体，特别适合对脑机接口技术感兴趣的学生、科研人员和技术从业者。通过浅显易懂的语言和丰富的实例，本书旨在填补国内该领域原创通俗读物的市场空白，让读者对这一技术有个全面的了解，帮助读者更好地理解和评估脑机接口技术的实际应用和潜力。

郭亮，工学博士，Twibetu Neurotech（推背图神经科技，位于美国硅谷）创始人，在中美著名大学和美国硅谷知名科技公司学习、研究、工作多年，是神经接口技术领域的世界知名科学家、新兴领域Cybertissue Neuroprosthetics的开创者，以及世界范围内最早从事柔性可拉伸电子和柔性可拉伸神经电极研究的华人科学家。

第 1章   导论
1.1隔空移物
1.2什么是脑机接口
1.3脑机接口的物理形式
1.4脑机接口针对的应用场景
1.5本书结构
第 一部分：启蒙时期（1790年~1980年）
第 2章   生物电信号的发现
2.1电场、电势、电压和电流的概念
2.2经典的阳台蛙腿实验并没有发现生物电
2.3真正生物电信号的发现
2.4神经和肌肉活动与电信号的关系
第3章   脑电信号的发现及脑电图EEG
3.1脑电信号的发现
3.2EEG信号简介
3.2.1EEG的成因
3.2.2EEG的记录
3.2.3EEG的信号特征
3.2.4脑机接口所用的EEG
第4章   技术时代的大背景
4.1信息处理技术的发展
4.2三极管和集成电路芯片的发明
4.3数字计算机的发明和个人电脑的出现
4.4《星球大战》电影上映
4.5对于这一时期科技发展的思考
第5章   脑机接口概念应运而生
5.1前期工作
5.2脑机接口概念的提出
5.3第 一个隔空取物的物理实现
5.4对脑机接口诞生的科学思考
第二部分：探索时期（1980年~2000年）
第6章   基于EEG的非侵入式脑机接口
6.1脑机接口需要什么信号
6.2EEG信号代表什么
6.3意识是否可以被EEG定位和记录？
6.4基于EEG的脑机接口
6.4.1 利用运动想象移动光标
6.4.2 利用运动想象控制四轴飞行器
6.4.3 利用稳态视觉诱发电位使用屏幕软键盘
6.4.4 基于视觉P300操作虚拟键盘
6.5非侵入式脑机接口的优缺点
第7章   颅内神经元记录
7.1大脑中是否存在与运动控制相关的信息
7.2对多通路神经微电极阵列的需求
7.3用微加工方法制造多通路神经微电极阵列
7.4Utah电极阵列的故事
第8章   早期的侵入式运动脑机接口
8.1侵入式脑机接口的主要应用场景
8.2人脑运动感觉皮层的结构和功能
8.3运动想象的信号是否存在于大脑中？
8.4早期的侵入式运动脑机接口
8.5Phillip R. Kennedy博士的故事
第三部分：快速发展时期（2000年~现今）
第9章   运动想象或意图是否可以用来控制机械手臂
9.1探寻手臂运动的控制信息源头
9.2运动想象或意图的信号位置
9.3基于运动想象或意图的脑机接口
9.4我与Leigh R. Hochberg教授的邂逅
第 10章   商业化的冲动：Cyberkinetics
10.1 Cyberkinetics的故事
10.2 对这一事件的思考
第 11章   植入电极是否会改变周围脑组织的结构和功能
11.1 神经电极的植入创伤
11.2 植入电极改变周围大脑组织的生理结构
11.3 针对长期的免疫排斥反应的电极优化
11.4 当前植入式电极面临的最大技术挑战
11.5 使用新外设的经验会改变大脑
第 12章   侵入式脑机接口功能的进一步提升
12.1 瘫痪病人是否能够控制他们自己瘫痪的肢体
12.2 肢体移动中的触觉是否可以被恢复
12.3 其他进展
第 13章   柔性微电极阵列
13.1 为什么需要柔性微电极
13.2 柔性微电极的发展历史
13.3 进一步的微型化和可插入式设计
13.4 柔性微电极所面临的问题
第 14章   恢复高位截瘫病人的肢体运动
14.1 神经电子桥的概念
14.2 CPG假说
14.3 早期的研究
14.4 恢复下肢行走功能
14.5 恢复手的功能
第 15章   语言通信脑机接口
15.1 应用场景
15.2 早期的工作
15.3 基于ECoG的语言通信脑机接口
15.4 基于犹他电极的语言通信脑机接口
第 16章   感觉脑机接口: 人工视网膜
16.1 应用场景
16.1.1 视网膜的构造
16.1.2 视觉脑机接口的类别
16.2 波士顿视网膜植入项目
16.3 人工视网膜项目
16.3.1 人工视网膜项目的视网膜上膜假体简介
16.3.2 人工视网膜项目的商业化
16.4 世界范围内其他研发工作
第四部分：创业爆发期（2016年~现今）
第 17章   为什么现今的脑机接口产品在市场上很有限
17.1 侵入式脑机接口的优缺点
17.2 当前该领域的科技现状
17.2.1 非侵入式
17.2.2 侵入式
17.3 脑机接口进入大众视野的因素
第 18章   新型电极赋能新的创业公司：Neuralink和Synchron
18.1 Neuralink
18.1.1 Neuralink的破局法之一
18.1.2 Neuralink的破局法之二
18.1.3 Neuralink下面会怎样
18.1.4 Neuralink名字的故事
18.2 Synchron
18.3 其他侵入式脑机接口方案
第五部分：未来会怎样（现今~2050年）
第 19章   未来几十年需要攻克的脑机接口技术障碍
19.1 恼人的免疫排斥反应
19.2 电极阵列通道数量的大幅提升
19.3 产品的量产和标准化
19.4 其他问题
第 20章   脑机接口的社会伦理问题
20.1 FDA的监管和支持
20.2 技术安全问题
20.3 社会公平问题
20.4 需要考虑的监管方面
后记
附录：参考文献及资料