植入式脑机接口在医疗与科研中的作用与应用

脑机接口,目前主要作为一种神经替代体存在,它使电子设备能够直接与大脑的某些部分,通常是大脑皮层进行通信.近几年植入式脑机接口技术取得了非常显著的进步,功能应用方面也有了重大的拓展.最常见的脑机接口应用在医疗方面,典型形式如仅通过采集大脑的信号就能合成出听得懂的语音,通过对大脑感觉皮层进行定点电刺激来获得人工触觉,让上肢瘫痪的患者通过想象拨动手指来使用平板电脑,通过电刺激手部特定肌肉群来恢复对手的控制功能,等等.像脊髓损伤、运动神经元疾病或中风等病症目前是难以治疗的,通过脑机接口的方式可以恢复瘫痪患者的实质性交互功能.另外,在神经科学研究领域,脑机接口也是研究神经替代体和大脑-行为关系中意识和潜意识反馈的强大方法.这两个方面中的研究主流都是针对运动功能的脑机接口.本文回顾了脑机接口的发展以及不同类型的信号源,并分别对面向医疗和面向科研的脑机接口进行介绍.