腦機介面技術正走出實驗室，走進我們的生活

將我們的大腦與電腦連結起來，會讓人聯想到插入矩陣，或是在《阿凡達》中穿越潘朵拉森林的景象。自從我們開始了解神經系統的複雜性以及如何將其與電腦技術整合以來，人們就一直在猜測將思想與機器聯繫起來。我們可以在早期的科幻小說中看到這一點，因為無形的大腦控制著眾多機器來執行某些實體的惡意命令。  

腦機介面 (BCI) 已經存在相當長一段時間了。加州大學洛杉磯分校 (UCLA) 榮譽教授雅克·維達爾 (Jacques Vidal) 在 1970 世紀 XNUMX 年代研究了這些系統，並創造了 BCI 一詞。基本前提是，人腦是處理感官訊息並發出電訊號作為指令的 CPU。假設電腦可以被程式化來解釋這些訊號，並以相同的語言發出自己的訊號，這在邏輯上是一個小小的飛躍。透過建立這種共享語言，理論上，大腦和機器可以相互交談。 

帶著感覺移動它 

BCI 的許多應用都在神經復健領域。科學家早就知道特定的功能位於大腦的特定區域，有了「大腦地圖」的知識，我們可以刺激這些區域執行各自的功能。例如，透過在運動皮質中植入電極，可以教導肢體缺失的人透過「思考」移動手臂來移動或操縱義肢。同樣，電極可以沿著受損的脊髓放置，以發送訊號來移動癱瘓的肢體。這項技術也被用於視覺義肢，以取代或恢復某些人的視力。 

對神經假體來說，目標不只是模仿失去的運動功能。例如，當我們拿起一顆雞蛋時，我們的大腦會告訴我們應該抓多緊，這樣我們就不會壓碎它。 Sharlene Flesher 是匹茲堡大學團隊的一員，該團隊正在將這項功能整合到他們的義肢設計中。透過同時瞄準大腦中「感覺」或感知觸覺刺激的區域（體感皮質），弗萊舍的團隊希望重新創建一種回饋機制，使我們能夠調節觸摸和壓力——這對於執行觸覺和壓力至關重要。手部更精細的運動。 

費雪說，“要完全恢復上肢的功能，就是用我們的手與環境互動，並能夠感覺到這些手正在觸摸的東西”，“要真正操縱物體，你需要知道哪些手指接觸，每個手指施加了多大的力，然後利用該資訊進行下一個動作。” 

大腦發送和接收脈衝的實際電壓非常低，約 100 毫伏特 (mV)。獲取和放大這些訊號一直是腦機介面研究的巨大癥結。直接在大腦或脊髓中植入電極的傳統途徑存在不可避免的外科手術風險，例如出血或感染。另一方面，像腦電圖 (EEG) 中使用的非侵入性「神經籃」由於「噪音」而導致訊號接收和傳輸變得困難。顱骨可以擴散訊號，而外部環境會幹擾訊號的吸收。此外，連接到電腦需要複雜的接線，這限制了移動性，因此目前大多數 BCI 設定都在實驗室環境範圍內。 

弗萊舍承認，這些限制也限制了臨床應用僅限於能夠接觸到這些進展的特定族群。她相信，讓更多來自不同領域的研究人員參與其中可以刺激發展，並可能為這些障礙提供創新的解決方案。 

“我們正在做的工作應該會讓其他人對探索這項技術感到興奮……各個領域的專家都朝著同一目標努力，這是為患者提供最佳解決方案的更快途徑。” 

事實上，研究人員和設計人員正在更深入地探索 BCI，不僅是為了克服這些限制，而且是為了開發引起更大公眾興趣的新應用程式。 

走出實驗室，進入遊戲 

總部位於波士頓的 Neurable 從密西根大學的學生新創公司開始，透過探索不同的 BCI 技術方法，現已成為不斷發展的 BCI 領域最引人注目的參與者之一。 Neurable 沒有建立自己的硬件，而是開發了專有軟體，使用演算法來分析和處理來自大腦的訊號。  

「在 Neurable，我們重新了解腦電波的工作原理，」執行長兼創始人 Ramses Alcaide 博士解釋道。 “我們現在可以從標準腦電圖設定中獲取這些訊號，並將其與我們的學習演算法相結合，以高速度和準確性消除噪音，找到正確的訊號。” 

Alcaide 表示，另一個固有優勢是他們的軟體開發套件 (SDK) 與平台無關，這意味著它可以應用於任何相容的軟體或裝置。與「研究實驗室」模式的分離是公司有意識的商業決策，旨在開闢 BCI 技術應用地點和方式的可能性。 

「從歷史上看，BCI 一直包含在實驗室內，我們正在做的是創造一種每個人都可以受益的產品，因為我們的 SDK 可以用於任何用途，無論是醫療還是非醫療用途。” 

這種潛在的解放使得 BCI 技術在眾多應用中具有吸引力。在執法或消防等危險職業中，在沒有必要危險的情況下模擬現實生活場景對於訓練過程來說是非常寶貴的。 

遊戲領域潛在的商業應用也令人興奮。遊戲愛好者已經夢想著完全沉浸在感官環境盡可能接近現實的虛擬世界中。如果沒有手持控制器，遊戲玩家可以「思考」在虛擬環境中執行指令。創造最身臨其境的遊戲體驗的競賽促使許多公司研究 BCI 的商業可能性。 Neurable 看到了商業 BCI 技術的未來，並正在為這條發展道路投入資源。 

「我們希望看到我們的技術嵌入到盡可能多的軟體和硬體應用程式中，」阿爾凱德說。 “讓人們只用大腦活動與世界互動，這就是我們座右銘的真正含義：一個沒有限制的世界。”