生物的技術前沿

1、brain-computer interface BCI,腦機接口,班級：生物技術12-01姓名：趙科科學號：541203030156,《黑客帝國》中，Matrix是一個典型的腦虛擬程序。人類的身上插滿了各種插頭以接受電腦系統(tǒng)的感官刺激信號并依靠這些信號生活在完全虛擬的電腦幻景中?！栋⒎策_》中出現(xiàn)的用BCI意念控制“戰(zhàn)士”作戰(zhàn)。威廉·吉布森的小說改編的電影《捍衛(wèi)機密》中，主演里維斯宣稱：我往腦子里存了幾百MB的文件。

2、 這些看似荒誕的場景利用腦—機接口技術便不再是夢想。,什么是腦機接口？,“腦”一詞意指有機生命形式的腦或神經(jīng)系統(tǒng)，而并非僅是抽象的“心智mind”?！皺C”是指任何處理或計算的設備，其形式可以從簡單電路到硅芯片。,什么是腦機接口？,腦機接口（brain-computer interface，BCI），它是在人或動物腦（或者腦細胞的培養(yǎng)物）與外部設備間建立的直接連接通路。在單向腦機接口的情況下，計算機或者接受腦傳來的命令，或者發(fā)送信號

3、到腦（例如視頻重建），但不能同時發(fā)送和接收信號。而雙向腦機接口允許腦和外部設備間的雙向信息交換。,腦機接口的研究趨勢,信號采集,信號放大,A/D轉換,信號分析（包括信號處理、信號特征提取、模式識別、分析）,控制器,腦信號,,,,,,,反饋信號,,腦機接口的工作原理,腦機接口 - 人類腦機接口研究,1.侵入式腦機接口2.部分侵入式腦機接口3.非侵入式腦機接口,1.侵入式腦機接口,侵入式腦機接口主要用于重建特殊感覺（例如視覺）以

4、及癱瘓病人的運動功能。此類腦機接口通常直接植入到大腦的灰質，因而獲取的神經(jīng)信號的質量比較高。但其缺點是容易引發(fā)免疫反應和愈傷組織（疤），而導致信號質量的衰退甚至消失。,2.部分侵入式腦機接口,部分侵入式腦機接口一般植入到顱腔內(nèi)，但是位于灰質外。其空間分辨率不如侵入式腦機接口，但是優(yōu)于非侵入式。其另一優(yōu)點是引發(fā)免疫反應和愈傷組織的幾率較小。皮層腦電圖（EC0G）的技術基礎和腦電圖的相似，但是其電極直接植入到大腦皮層上，硬腦膜下的區(qū)域。,3

5、.非侵入式腦機接口,和侵入式一樣，研究者也使用非侵入式的神經(jīng)成像術作為腦機之間的接口在人身上進行了實驗。用這種方法記錄到的信號被用來加強肌肉植入物的功能并恢復部分運動能力。雖然這種裝置方便佩戴于人體，但是由于顱骨對信號的衰減作用和對神經(jīng)元發(fā)出的電磁波的分散和模糊效應，記錄到信號的分辨率并不高，但這種信號波仍可被檢測到。,腦機接口應用,從2004年開始，美國國防部DARPA就已投入巨資，在杜克大學的神經(jīng)工程中心等全美6個實驗室中展開了“思

6、維控制機器人”的相關研究。2008年，位于北卡羅來納州的科學家已能讓一只獼猴在跑步機上直立行走，并從植入獼猴腦部的電極獲取神經(jīng)信號，通過互聯(lián)網(wǎng)將這些信號連同視頻一起發(fā)給日本的實驗室，最終美國獼猴成功地“用意念控制”日本實驗室里的機器人做出了相同的動作。,腦機接口 - 腦機接口與神經(jīng)修復,神經(jīng)修復是神經(jīng)科學中和神經(jīng)的修復相關的領域，即使用人工裝置（假體）替換掉原有功能已削弱的部分神經(jīng)或感覺器官。神經(jīng)假體最廣泛的應用是人工耳蝸，截止到200