脑机接口从科幻到现实

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*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