一、了解人类大脑
了解人类大脑是脑机交互领域中一个令人着迷且复杂的课题。未来医疗将深入研究人类大脑的复杂性，探索其功能、能力以及对脑机接口未来发展的潜在影响。
神经可塑性：
人类大脑的一个关键方面是其非凡的适应和变化能力，即神经可塑性。这种现象使大脑能够根据学习、经验和环境因素重新组织其神经连接。例如，脑损伤患者可能会经历神经可塑性，因为他们的大脑通过重新路由神经通路来补偿受损区域。
认知过程：
人类大脑包含广泛的认知过程，包括感知、注意力、记忆、语言和决策。每个过程都涉及复杂的神经网络和不同大脑区域之间的相互作用。例如，视觉感知过程涉及将视觉信息从眼睛传输到视觉皮层，在那里进行处理和解释。
布罗德曼脑区功能：
Brodmann area布罗德曼大脑分区讲述了，大脑功能区域有智力区、精神思维情感情绪区、肌肉控制、肢体运动区等，这些功能区域与眼睛、耳朵、身体知觉互相关联，传达人眼睛看到的、耳朵听到的、身体感知到的信息（凉爽、疼痛、烫等肢感信号），进入大脑各个功能区域进行分析反应，再进行指令反应，这个是一整套大脑功能共同完成的，有的区域神经元环环相扣，缺一不可。
人类脑区功能介绍的文章：
Brodmann area布鲁德曼大脑分区
二、脑机接口（BCI）设备的应用
脑机接口(BCI）旨在建立人脑与外部设备之间的直接通信通路。通过了解人脑的工作原理，研究人员可以开发出BCI，使人们能够控制假肢、通过思想进行交流，甚至恢复失去的感觉功能。例如，研究人员已成功利用BCI让瘫痪者利用他们的脑信号控制机械臂。
了解人类大脑是一项多方面的工作，涵盖神经可塑性、认知过程、脑机接口的发展以及伦理考量。通过深入研究这些细微差别，我们可以释放脑机交互领域突破性进步的潜力。
被动和主动式BCI：
被动BCI使用非人自愿产生的大脑活动，例如心理负荷或情感状态。被动BCI使用由个人自愿将注意力集中在特定外部刺激（主要是视觉、听觉或躯体感觉）上而导致的大脑活动变化。
主动BCI要求用户应用特定的心理策略（例如，想象移动肢体）。在几乎所有类型的BCI中，用户都通过视觉（最常见）、听觉、触觉、前庭或本体感受反馈实时接收有关其大脑活动输出的反馈。BCI 的特定闭环应用还通过使用植入大脑的电极对大脑施加刺激，例如用于治疗癫痫或精神疾病。
2、BCI 技术的应用-人机交互
BCI 最令人印象深刻的功能之一是其能够直接与人脑交互。这种直接连接是通过使用脑植入物（也称为神经假体或神经刺激装置）实现的。这些微小且高度先进的设备通过手术植入大脑，充当神经信号和外部技术之间的中介。BCI 的真正奇迹在于它能够解读大脑活动模式并将其转换为外部设备的命令，这一过程通常称为脑机通信。这一复杂过程依赖于先进的算法和机器学习技术。
认知增强：BCI具有增强认知能力（如记忆力和注意力）的潜力。研究人员正在探索使用 BCI 来增强学习过程并提高记忆力。例如，基于 BCI 的记忆假肢可以帮助记忆力受损的人更有效地存储和检索信息。
辅助通信设备： BCI 为因瘫痪或肌萎缩侧索硬化症 (ALS) 等神经系统疾病而无法说话的人提供声音。通过检测与预期语音相关的神经信号或从虚拟键盘中选择字母，BCI 可以通过合成语音或文本进行通信。
改善学习策略并提高基于大脑的技能： BCI 与神经反馈相结合，可用于增强认知能力，如记忆力、注意力和解决问题的能力。通过有针对性的练习和任务，学生可以提高基于大脑的技能。
大脑转文字和图像：让用户完全通过思维来使用数字产品，通过思维书写和绘画，脑对脑的心灵感应交流
人类的每一个动作都始于一个想法，例如，“移动我的手臂”，这本质上是大脑中的一个电信号。大脑会将这个信息发送给手臂的肌肉，然后手臂的肌肉就会移动。
如果大脑和肌肉之间的联系被破坏，比如某些脊髓损伤。在这种情况下，像移动手臂这样的任务就不能再仅靠思想来完成了。
进入脑机接口 (BCI)，这是一种可以代替中枢神经系统执行某些任务的技术。由于思想在大脑中被编码为电信号，因此可以训练计算机算法将这些信号解码为做某事的意图。BCI 利用此功能，将大脑信号转换为对外部设备的命令。
例如，BCI 可帮助脊髓损伤患者移动瘫痪的肢体，方法是解读来自大脑的信号并将其传递到手臂肌肉，绕过脊髓受损的神经，恢复患者肢体的某些功能。或者，BCI 可帮助截肢者控制轮椅的方向。
图示BCI 工作流程：BCI 本质上充当了用户想法与所需操作之间的桥梁。使用者的想法是“移动我的手臂”有效的 BCI 将允许手臂移动以做出响应。
关于最热门的一部分脑机接口设备介绍：
Blackrock的脑机接口：NeuroPort犹他阵列与新一代神经接口Neuralace
脑血管植入的脑机接口：Synchron公司的Stentrode
马斯克Neuralink研发的精准机器人植入式脑机接口：PRIME
三、脑机接口的未来前景和局限性
1、神经修复和功能恢复（神经控制假肢）：
未来脊髓受伤的患者通过脑机接口植入物恢复活动能力的世界。BCI为创造能够绕过受损神经通路并恢复失去功能的神经假体设备带来了巨大的希望。例如，脑机接口设备让瘫痪患者用他们的思想控制机械臂方面取得了显著的成功。
例如：腰部以下瘫痪的人可以在脑信号控制的外骨骼的帮助下再次行走。
神经控制假肢是一种人工装置，用于替代或增强由使用者神经系统控制的缺失或受损身体部位。神经整合假肢的进步也将促进 BCI 在康复方面的应用。多项研究表明，BCI 有助于患者在中风，或多发性硬化症等严重疾病后恢复运动控制。这些效果是可能的，因为 BCI 可以绕过受损的神经运动系统并（重新）训练患者获得对肢体的控制。未来十年将是一个独特的机会，可以进行大规模临床试验，以证明神经控制假肢对有效运动康复的影响。
2、神经系统疾病管理和认知康复：
脑成像与机器学习的结合可以开发决策支持系统，帮助临床医生诊断和治疗神经系统疾病。例如，特设深度学习模型可以快速准确地诊断各种脑部疾病，包括帕金森病、阿尔茨海默病、癫痫、肌张力障碍、脑癌和脑瘫。神经技术将越来越多地融入临床，以帮助减少临床医生的工作量并提高诊断准确性。
除了增强诊断能力，神经技术还可以为脑部疾病提供一种新疗法。例如，目前可以为癫痫患者植入响应式神经刺激技术，该技术通过持续监测大脑活动来检测癫痫发作。当检测到类似癫痫发作的活动时，该设备会自动开始刺激大脑，注入少量电流以停止或缩短癫痫发作。多项研究表明，这种技术可将癫痫发作的发生率降低 50% 以上。神经调节是其他几种神经系统疾病（包括帕金森病）的黄金标准治疗方法。能够实时调整大脑刺激参数同时监测大脑活动的集成神经技术代表了临床治疗神经系统疾病最有前途的技术。
BCI 在医学领域前景广阔。它可以帮助诊断和治疗各种神经系统疾病。例如，基于BCI的神经反馈系统可以通过实时大脑活动监测和反馈帮助患有注意力缺陷多动障碍 (ADHD) 的人提高注意力和注意力持续时间。BCI还为治疗帕金森病、癫痫和中风康复等神经系统疾病提供了突破性的方法。通过解读神经信号，BCI 可以显著帮助控制假肢、轮椅或其他辅助设备，从而改善行动障碍人士的生活质量。
3、增强人类感知能力
BCI可以增强人类的认知能力、记忆力和感官知觉。通过直接与人脑交互（人机交互），我们可以增强学习能力、创造力和解决问题的能力。我们可以即时访问庞大的知识库，或者毫不费力地学习新语言。
感官脑机接口最吸引人的地方之一是视力的恢复。对于失明或视力受损的人来说，仿生视觉假体等技术带来了一线希望。这种脑机接口植入物直接刺激视觉皮层，绕过受损的视觉器官，并将来自摄像头的视觉输入转化为刺激模式。随着技术的不断进步，一些人已经恢复了辨别形状和动作的能力，甚至可以阅读类似盲文的刺激模式。
在听力领域，人工耳蜗多年来取得了显著的成功。专为听力而设计的传感 BCI 旨在进一步提高听觉感知能力，使人们能够听到更广泛的频率或过滤掉特定的声音。这些创新有可能显著提高听力障碍者的生活质量。
感官脑机接口在恢复触觉方面也取得了进展。对于截肢者和失去肢体的人来说，模块化假肢 (MPL )等技术结合了触觉传感器和触觉反馈系统。这使用户能够通过假肢体验感觉，甚至区分纹理和温度。
仿生视觉可以让该植入物设备的摄像头，将看到的数据绕过眼球器官，直接传输到使用者的大脑，让大脑来直接看到这些画面。
关于仿生视觉的内容可以查看往期文章：
新一代直达大脑皮质的仿生眼（CORTIVI、Orion、Gennaris）与马斯克的脑机接口仿生视觉系统
图：Neuralink的仿生视觉脑机接口
图：第一代N1植入物1024个电极芯片与第二代N2植入物16000个电极芯片看到的图像
感官脑机接口的前景令人振奋：
除了恢复受损的感官功能外，感官 BCI 还有望扩展人类能力，超越其固有限制。考虑一下这些令人着迷的前景：
增强视觉：传感 BCI 有可能通过将数字信息直接连接到我们的神经通路来增强我们的自然感知。这项创新技术可应用于医学、教育和娱乐等各个领域。目前，AR 技术主要依赖于视觉和听觉提示，但 BCI 的集成是研究人员正在积极探索的前沿。例如，一个项目可能涉及使用 BCI 将增强现实信息直接传输到大脑，绕过眼睛和耳朵等传统感觉器官。AR 和 BCI 技术的这种交集有可能彻底改变我们未来获取和处理信息的方式。
超声波听力：在人类听力范围之外，感官脑机接口可以让我们感知超声波，从而有可能为通信、野生动物监测和导航开辟新的维度。使用超声波开发非侵入式脑机接口是一个新兴领域。该技术为侵入式植入物提供了更安全的替代方案，并已应用于啮齿动物、灵长类动物和人类。它包括闭环超声神经调节等机制，并具有高频声学非侵入式脑机接口的潜力，这得益于超声超分辨率成像和声学镊子等创新技术。虽然这些进步仍处于研究阶段，但有望改变大脑接口及其实际应用。
触觉增强：BCI 可能有助于我们体验超越先天能力的纹理、温度和感觉。这可以应用于虚拟现实等领域，用户可以更深入地与数字环境互动，更真实地感受和互动。虽然通过 BCI 实现触觉增强的概念很有前景，但它仍然是一个不断发展的研究领域。科学家正在探索使用脑机接口传递触觉的方法。该领域的一些著名研究包括表明 BCI 可以恢复身体有障碍人士的能力，大大改善他们的生活质量。BCI 已经在娱乐、游戏、自动化、控制、教育、神经营销和神经人体工程学等行业产生了重大影响。
感官脑机接口是一条令人振奋的研究和创新途径，它有可能改变感官障碍人士的生活，并重新定义人类感知的极限。我们对大脑的理解不断扩大，有了脑机接口，未来可能会揭开一个世界，在那里，我们的感官不仅得到恢复，而且得到提升，为我们周围的世界提供更丰富、更互联的理解。
4、记忆信息储备
未来脑机接口可以当做，一个大脑内植的智能信息存储硬盘，脑机接口未来可以直接不通过眼睛器官，让人类直接通过大脑看到电影、照片等视觉信息，可以完全将这类信息，记忆存储在脑机设备里并可以随时运用，还可以以数字的方式定期备份用户的记忆、人生经历、技能等信息，并将这些备份信息上传到数据库，在用户去世后，可以将这些数据恢复到新的供体上（比如机器人或者一个全新的身体里），还可以参考BCI与ChatGPT结合，相当于大脑有个AI外挂，想知道什么都能通过AI进行了解。
5、日常设备的意念控制界面
BCI 与消费电子产品的结合可能会重新定义我们与科技的互动方式。想象一下，只需用意念就能调节家用恒温器、更换电视频道或撰写电子邮件。这些意念控制的界面可以让科技更加直观和易于使用。
示例：人们只需想“大声一点”或“小声一点”就可以调节智能扬声器的音量。
未来人类一但大脑产生某个想法，脑机就会针对这个想法做出下一步动作，比如想吃饭了脑机立马联系智能厨房做饭并用机器人将饭快速送到面前，也许机器人还能提供喂饭服务，不过这种长期对智能脑机的依赖，会不会导致人类本身的语言、思维思考、运动肢体能力退化，这些都是未来需要考虑的事情。
6.神经反馈和心理健康
BCI 为实时监测大脑活动提供了独特的机会，同时可以通过分析大脑活动和生理反应模式来检测用户的情绪状态。它们能够检测压力、焦虑等情绪，甚至快乐等积极情绪。此类应用在心理健康追踪、压力管理和情商发展等领域具有重要意义。
通过向用户提供反馈，它们可以促进冥想、减压和情绪调节。患有焦虑症或抑郁症的人可能会从个性化的神经反馈训练中受益。
例如：焦虑的人可以通过 BCI 的视觉提示，学习调节自己的脑电波来降低焦虑水平。
7、脑与脑之间的交流（隐身进行交流）
BCI 可以实现大脑之间的直接交流，超越语言障碍。想象一下，无需说一句话就能分享情感、想法甚至记忆。这可能会彻底改变人际关系和协作努力。未来人类可以不用口头语言与手机对话就能交流，而是人与人通过脑机设备直接进行语言与思想交流。
例如：两个相距甚远的朋友可以通过将他们的动作直接从大脑中传输到另一个大脑来下棋。
BCI 的未来既令人兴奋又充满挑战。在揭开大脑的秘密时，我们必须谨慎行事，解决技术、伦理和社会影响。BCI 的潜在影响远远超出个人用户，它可以塑造我们作为一个物种的联系、学习和进化方式。
8、BCI的局限性
侵入性程序：一些 BCI 需要通过侵入性手术将电极直接植入大脑，这会带来风险并限制其广泛应用。
训练和适应：有效使用 BCI 通常需要大量的训练和适应，因为用户必须学会调节他们的大脑活动并解释来自界面的反馈。
通信带宽有限：当前的技术在脑与外部设备之间传输的速度和信息量方面存在限制，从而限制了可执行任务的复杂性。
四、脑机接口当前的挑战和未来的方向
过去几十年来，脑机接口 (BCI) 领域取得了显著进展，神经记录技术、信号处理算法和应用均取得了进步。然而，尽管取得了这些成就，但仍存在一些挑战，BCI 的未来既充满希望又充满复杂性。
1、信号质量和降噪
挑战：BCI 依靠准确的神经信号来解码用户意图。然而，记录的脑信号质量可能会受到噪音、伪影和干扰的影响。
电极放置：正确的电极放置对于获得高质量信号至关重要。研究人员正在探索新颖的电极设计（例如干电极）以提高信号保真度。
信号处理：用于去噪和去除伪影的高级算法至关重要。机器学习技术（例如深度学习）可以提高信号质量。
示例：在基于运动想象的 BCI 中，区分实际运动意图和肌肉伪影仍然是一项挑战。研究人员正在开发自适应滤波器来缓解此问题。
2、侵入式与非侵入式BCI
挑战：侵入性和信号质量之间的权衡仍然存在。侵入式 BCI（例如植入电极）提供更好的空间分辨率，但存在风险。
混合方法：结合侵入式和非侵入式方法可以实现平衡。例如，使用皮层脑电图 (ECoG) 网格和头皮脑电图。
小型化：将植入式设备小型化的努力可以减少侵入性，同时保持信号保真度。
1、知情同意和自主权
细微差别：BCI 涉及与大脑的直接互动，可能会改变认知、情绪和行为。因此，获得用户的知情同意至关重要。
观点 1：有人认为知情同意应该是全面的，不仅涵盖技术方面，还涵盖潜在的心理和社会影响。
观点 2：其他人则认为同意应该是持续的，特别是在长期 BCI 使用中，允许用户在任何时候撤回。
示例：假设一名患有闭锁综合征的患者同意植入 BCI。随着时间的推移，他们的偏好可能会发生变化，因此需要持续进行同意讨论。
2、隐私和数据安全
细微差别：BCI 收集敏感的神经数据，包括思想、情感和感官体验。保护这些数据至关重要。
观点1：需要更严格的规定来保护用户隐私，防止未经授权的访问或滥用。
观点 2：一些人主张开源 BCI，允许用户控制自己的数据并为研究做出贡献。
示例：一位 BCI 艺术家直接根据自己的思想创作音乐。应该如何防止未经授权访问艺术家的神经模式？
3、公平和可及性
细微差别：BCI 可能会加剧现有的不平等现象。高级 BCI 的使用可能受到成本、专业知识或地理位置的限制。
如果未来BCI公司将脑机接口普及化，做到今天的智能手机一样普及，那么人们还会遇到使用权的公平性，例如：用户需要提高身体运动速度、需要获取世界名校的知识，而BCI公司需要用户花钱升级才能提供这类服务，这就会导致只有一部分富有的人可以有高级的感知能力、迅猛的运动速度、短短时间就能获得普通人需要寒窗苦读十几年才能获得的专业知识，这些特殊的能力会导致社会两极分化、使用权利不公平。
观点 1：倡导者强调，无论社会经济地位如何，所有人都需要负担得起且可以使用的 BCI。
观点 2：批评者担心 BCI 可能会扩大“增强型”和“非增强型”之间的差距。
示例：来自低收入家庭的脑瘫儿童可以通过 BCI 进行交流。我们如何确保公平使用？
总而言之，围绕脑机接口的伦理环境错综复杂。当研究人员、政策制定者和用户参与这项变革性技术时，必须采取一种综合的方法，即考虑同意、隐私、公平、双重用途问题和神经伦理。只有通过驾驭这些复杂性，我们才能充分发挥 BCI 的潜力，同时维护人类价值观和尊严。
六、BCI的安全隐患
BCI很容易受到黑客攻击，这可能会导致连接的设备发生故障，例如，虚拟键盘开始不按操作者的意愿打字，而变得不稳定。最近，麻省理工学院的研究人员证明，BCI 可以被远程黑客入侵，只需使用连接到无线电波发射器的计算机即可。
根据人类的思维方式，他们的脑电波会有所不同，BCI 可以记录这些脑电波，然后解读用户的想法。BCI通常由两个组件组成：一个记录大脑信号的硬件组件和一个处理这些信号以控制设备（例如键盘或机械臂）的软件组件。
BCI中的部分硬件专用于收集脑电波。所有BCI都使用电极来收集脑电波，电极可以放置在内部或外部。内部放置的方法包括直接植入大脑区域或皮层脑电图，将电极与大脑表面接触。外部放置的方法包括脑电图，其中电极连接到头皮上。
虽然内部方法更精确，但也更具侵入性。因此，大多数BCI使用脑电图(EEG) 来收集用户的脑电波。EEG测量大脑中神经元（大脑细胞）相互发出信号的电活动。然后，记录的信号被发送到软件设备，该软件设备将记录处理为外部设备的命令。
外部设备通常配备有机器学习模型，用于解释由脑信号编码的所需动作。机器学习模型是一种计算机程序，旨在识别数据中的模式或进行预测，从而使外部设备更有效地运行。
任何计算机都可能被黑客入侵，BCI也不例外。入侵可能产生巨大影响。黑客如果访问用户的整个大脑，他们可能会改变用户的想法、感受、感知、记忆以及身体器官功能等。
例如，BCI控制的车辆被黑客入侵，可能会更容易发生事故、根本无法启动，或者被操纵走用户不想要的路线。此外，第三方可以修改原始EEG数据来操纵BCI。研究表明，用EEG数据控制的虚拟键盘容易受到此类攻击，因为EEG脑电波的微小变化足以干扰虚拟键盘的拼写和操作。不仅外部设备会受到影响，被黑客入侵的BCI还可能泄露有关用户的敏感信息。
最近的一项研究发现，当呈现某些视觉刺激时，BCI用户的脑电波可以被解码以显示敏感信息，例如 PIN、地理位置、银行信息或对其他人的识别。在他们的实验设置中，参与者佩戴了连接到计算机的基于EEG的BCI，计算机向他们显示刺激。
从本质上讲，这意味着恶意的BCI开发人员可能能够在其应用程序中设计视频和图像，以便他们能够判断用户是否识别出某个人。某些服务（例如一些社交网络平台）会要求用户识别其朋友的面孔，以此来验证其帐户。因此，这种类型的BCI软件可能会让黑客访问用户原本安全的帐户。
一项新研究进一步将上述研究扩展到潜意识大脑活动。即使参与者看到刺激的速度太快以至于他们没有意识到自己看到了它，例如视频中闪烁几毫秒的图像，BCI 软件仍然能够更确定地识别熟悉的人。因此，有意识无法察觉的攻击仍然可以有效地收集信息。
最后，麻省理工学院的另一项新研究针对的是BCI本身的硬件，只需要向EEG系统发射无线电波的设备。无线电波能够污染传递到BCI模型的信号数据。这种方法成功破解了研究级EEG 设备、开源EEG设备和消费级EEG设备。研究人员展示了该技术如何能够强制在虚拟键盘拼写器中输入任何短语、使无人机崩溃或导致神经控制的冥想工具报告错误的冥想状态。这种攻击的有效性会随着距离和障碍物的增加而减弱，但对于必须在公共场合使用的BCI来说仍然是一个棘手的挑战。
目前提出的解决BCI隐私问题的方法保护了应用程序的各个部分：数据本身、EEG设备与控制器之间的通信以及机器学习模型。这些方法都有其独特的权衡。例如，为了提高隐私，一种称为“差分隐私”的技术牺牲了解释用户脑电波的准确性。这些方法是密码学领域最先进研究的应用，但随着BCI的不断发展，可能开始出现更多漏洞，这些方法也需要随之发展。
研究人员预测了脑机接口将在未来社会中扮演的角色，他们已经开始形成评估此类应用的隐私和安全的思维框架。如果脑机接口代表着未来，那么这方面的研究就需要更加彻底。
七、遗传代谢障碍疾病IEM与脑机接口
遗传代谢病（IEMs）是指维持机体正常代谢所必需的多肽或蛋白构成的酶、受体、跨膜转运载体、神经递质及其相关辅因子等发生遗传缺陷而导致的一组疾病，IEM疾病包括一组影响人体代谢途径的遗传缺陷。这是由于产生酶或辅因子的基因存在缺陷所致，而酶或辅因子在许多生化反应中必不可少，对器官的正常功能和维持身体健康的能量产生至关重要。缺乏某种酶会导致生化反应受阻，这可能导致毒性物质（底物）的积累和必需化合物（产物）产生能力的下降，从而干扰器官（如大脑、神经、肝脏、心脏、眼睛、肌肉、骨骼或其他器官）的正常功能。这两种情况都会导致不良的健康后果。
很多IEM疾病的都会引起脑部精神异常表现，这类精神障碍往往是由于疾病引起的脑损伤、脑神经元受损引起的，未来这类有脑损伤的患者使用脑机接口刺激脑神经元修复之前，需要先控制原发疾病，因为不控制/治疗原发疾病，这些IEM引起的代谢障碍还是会引起脑区功能受损。
关于IEM疾病与精神障碍表现可以查看：遗传代谢障碍疾病与精神障碍表现
IEMs的治疗目标是纠正代谢缺陷，主要治疗原则包括限制缺陷酶底物的摄入的饮食疗法、辅酶因子治疗、排氮剂促进毒性代谢产物排出、鸡尾酒疗法和肝移植疗法等。一大部分IEMs病种可防可控，若及早发现、正确干预，患者甚至可以无病健康生存。
遗传代谢障碍疾病（IEM）当下的治疗方法：
除了一部分类型IEM疾病可以肝移植根治，IEM的目前疗法都不是能治愈这类疾病的疗法，而且有的患者因为未能及时治疗出现脑损伤后遗症，因为脑损伤不可逆，就目前的疗法是不能治疗脑损伤的，未来疗法主要探讨的是治愈性疗法：基因编辑、酶替代疗法、干细胞疗法等，其中基因编辑与酶替代疗法可以根治患者这类代谢障碍疾病，干细胞疗法可以修复人体神经（脑神经与肌肉神经等），这些未来疗法的配合治疗，可以将改变患者目前的医疗困境，此类疗法目前大部分在研发阶段，相信不久的将来会临床应用于患者治疗，现阶段患者需要管理好疾病与营养，等待医疗进步的那一天。
八、脑机接口对未来的影响
在快速发展的神经科学和技术领域，脑机接口 (BCI) 已成为一个具有巨大潜力的开创性领域。这些接口弥合了人脑与外部设备之间的鸿沟，实现了直接通信、控制和交互。随着我们深入研究 BCI 的细微差别及其对未来的影响，我们得出了以下几个关键点：
1、增强沟通和无障碍性
BCI 有望彻底改变严重运动障碍患者的交流方式。想象一下这样一个世界：一个颈部以下瘫痪的人可以仅凭自己的思想打字、写电子邮件，甚至控制机械肢体。研究人员在解码神经信号方面取得了重大进展，以实现这一目标。
2、修复受损的神经康复、刺激与增强脑区潜能
神经的康复：除了交流之外，BCI在神经康复中还发挥着至关重要的作用。中风幸存者、创伤性脑损伤患者和神经退行性疾病患者可以从 BCI 促进的靶向治疗中受益。通过刺激特定的大脑区域或促进神经可塑性，BCI 有助于运动恢复和认知康复。此外，健康人可以利用BCI来增强认知能力。
通过刺激人类脑区潜能增强智力与认知:神经技术的另一个非常有前景的应用领域是认知增强。这涉及提高人类在高级大脑功能（如推理和决策）中的表现。通过脑机接口设备将电极插入大脑，可以记录和发射这些电脉冲，然后将电极连接到可以在大脑之间传递信息的芯片，这样我们就能有效的恢复和增强大脑功能。
神经技术的发展有助于增强认知功能，也将加速人机融合。尽管人工智能已经掌握了围棋等需要大量计算的任务，但在需要推理和高级计算的任务中，人类仍然比人工智能更准确。然而，未来的神经技术可以帮助建立人机团队，以纠正个人弱点并有效增强人类能力。例如，人脸识别的早期结果表明，这些团队的表现可能比人类或单独的人工智能更准确。
未来学生使用BCI来加速学习、提高记忆力或在学习期间增强注意力,例如将学生课程知识、技能等数据通过BCI转化为永久记忆，未来学校的“教”可能完全由BCI来承担，而学校主要以“育”为主。虽然这一愿景仍处于起步阶段，但正在进行的研究很有希望。
3、神经增强和人机共生
BCI 为神经增强铺平了道路，人类与技术无缝融合。想象一下外科医生在复杂的手术过程中佩戴BCI增强型耳机，接收实时指导和数据叠加。或者想象一下艺术家直接从他们的神经灵感中创作音乐，绕过传统乐器。BCI实现了人与机器之间的共生关系，增强了我们的能力和创造力。生物学和硅的融合预示着我们的思维将超越生物界限的未来。
4、挑战和未来方向
尽管取得了进展，但 BCI 仍面临挑战。植入物的寿命、信号稳定性和可扩展性仍然是活跃的研究领域。此外，价格实惠和可及性对于广泛采用至关重要。神经科学家、工程师、伦理学家和政策制定者之间的合作至关重要。随着我们前进，跨学科的努力将塑造 BCI 的未来。也许有一天，BCI 将无缝融入我们的日常生活，增强我们的认知、沟通和创造力。
总而言之，BCI 对未来的影响是深远的。从医学突破到认知赋能，这些界面是释放人类潜能的关键。当我们探索这个未知领域时，让我们在科学好奇心和道德责任的指导下谨慎行事。通往 BCI 未来的旅程令人振奋，其影响远远超出了我们大脑的范围。
本文参考：
Valeriani D, Santoro F and Ienca M (2022) The present and future of neural interfaces. Front. Neurorobot. 16:953968. doi: 10.3389/fnbot.2022.953968
遗传代谢诊断检测：血尿串联质谱、血气、乳酸、血氨、肝肾功能等
自闭症、脑瘫、癫痫、精神异常、抑郁症、智力障碍等神经异常疾病
END
