脑机接口(BCI)的方法主要根据信号采集方式的不同进行分类,以下是主要技术手段的详细说明:
侵入式脑机接口(Invasive BCI)
通过手术将电极直接植入大脑内部,如植入式电极阵列或贴片式接口,可高精度采集神经元活动信号。 - 应用 :医疗领域(如深脑刺激治疗帕金森病、恢复视觉或听力)。
非侵入式脑机接口(Non-invasive BCI)
使用头皮电极采集脑电图(EEG)信号,无需手术,操作简便且安全性高。 - 应用 :消费电子(如虚拟现实)、辅助残障设备(如假肢控制)。
介入式脑机接口(Interferential BCI)
通过微创手术(如血管穿刺)将电极植入大脑,创伤小于侵入式但信号质量高于非侵入式。 - 应用 :动物实验(如猴类运动控制)、早期疾病干预。
光遗传学(Optogenetics) :结合光敏蛋白与电极,通过光信号调控神经活动,属于较新型技术。- 神经调节技术 :如经颅磁刺激(TMS)、经颅直流电刺激(tDCS),通过外部磁场或电流调节大脑活动。- 增强认知功能 :部分研究探索通过BCI提升注意力、记忆力等认知能力。
医疗领域 :治疗帕金森病、癫痫,辅助失明或失聪患者。- 康复辅助 :帮助高位截瘫患者控制机械手臂,增强运动功能。- 前沿探索 :如马斯克团队开发的“心灵感应”技术,实现意念控制计算机。
脑机接口技术通过多种方式实现人脑与设备的直接交互,未来有望在医疗、康复、娱乐等领域发挥重要作用。随着材料科学和算法的进步,其精准性和应用范围将持续扩展。