新闻背景
在脸书关于2019年的预言中，希望创建一个能让人们将自己的意识直接变成文本的系统，速度为每分钟100个单词。
而就在不久前，美国斯坦福大学两位教授，成功实现了世界上首次通过脑机接口完成的快速精准字符输入：他们让3名受试瘫痪者，通过想象在电脑屏幕上输入了心中想说的话，其中一人甚至可以在1分钟之内平均输入约8个单词。
脑机接口也称大脑端口或脑机融合感知，是把大脑神经信号与外部机械直接交互起来的技术，分为单向脑机接口（计算机或者接受大脑传来的命令，或者发送信号到大脑，但不能同时发送和接收信号）和双向脑机接口（允许大脑和外部设备之间进行双向信息交换，就像人的大脑既发出行动指令，又能感受身体各部位传达到大脑的感觉）。
脑机接口最初于20世纪70年代提出，目的是帮助四肢残疾和脊髓受损的人重新行走或重新支配上肢，以完成各种生理功能。在探索中，脑机接口已经出现了两种路径：一是植入式（侵入式），二是感应式（非植入式或非侵入式）。现在，这两种形式都获得了初步成功。
植入式：
在大脑皮质区植入微小芯片
植入式脑机接口是最早获得研究突破的，也就是在大脑的特定皮质区植入微小的芯片（电极），以收集大脑的生物电流（电信号），并破译这种信息，转换成计算机指令，指挥机械手或腿，帮助残疾人行动和完成动作，如拿勺子吃饭。
美国凯斯-西储大学的研究人员鲍卢·阿基博伊团队在今年3月28日的《柳叶刀》杂志发表的文章称，他们利用植入式脑机接口帮助瘫痪了8年的名叫比尔·科切瓦尔的病人，能用自己的手吃东西。
2006年，科切瓦尔遭遇自行车事故，之后他的身体自肩膀以下瘫痪，这是因为脊髓受损导致的，来自大脑的信号无法传递给肌肉，他既不能行走，手臂又不能做动作。为了帮助科切瓦尔，研究人员通过手术将两个微型芯片植入科切瓦尔的大脑，以收集其大脑控制手部活动区域的神经元发出的信号。
芯片通过外部电缆与一台计算机连接，由此芯片收集的大脑信号可传递到计算机，后者再向他的手臂和手部肌肉上的电极发送指令。通过几年的练习，科切瓦尔可以指挥自己的手拿着吸管喝咖啡，还可以自己用叉子吃土豆泥、通心粉和奶酪。
另一方面，这种脑机接口还可以采用指挥机械臂的方式帮助残疾人。由于科切瓦尔长期瘫痪，其肩膀不够强壮，无法抬起手臂，医生也帮他安装了一个机械手臂以提供额外的帮助。也就是说，大脑指挥手臂的指令也可以传到机械臂，让机械臂做出动作，如吃饭、喝水等。
植入式脑机接口指挥自己的手臂要比指挥机械臂更容易一些，但二者都需要患者进行较长时间（半年以上）的练习，通过虚拟的想象和发出指令，指挥手臂或机械臂行动，做出动作。
植入式脑机接口还可以帮助残疾人进行写作。荷兰乌特勒支大学医学院神经科学家尼克·拉姆齐的团队，为一名2008年被确诊患有肌萎缩侧索硬化症的女病人布瑞金植入一种特制芯片，已经帮助她能自由写作了。
布瑞金的大脑皮质运动区被植入了两个电极，一个安装在大脑中负责右手运动的位置，另一个则安装在发出动作指令的区域。这些电极同时连接着安装在布瑞金胸部的一个发射器（与起搏器大小一样），发射器可以与她面前的计算机屏幕进行无线通信。当布瑞金注视屏幕时，会看到虚拟键盘上有一个可移动的光标，光标移动到她想选择的字母上时，她必须想象右手点击了那个字母。电极会收集这些信号，传递到发射器，然后传递到计算机和屏幕上。经过六个月的训练，布瑞金就能正常使用这套脑机接口系统，打字正确率达到95%。
非植入式：
在头部佩戴EEG帽子
无创脑机接口就是不对大脑进行手术植入微芯片，而是代之以在头部佩戴一个包含多个电极的脑电图扫描仪（EEG）帽子，收集并记录头部产生的微弱的生物电信号，然后放大这些电信号。随后，这些信号会被输入一台计算机，通过先进的信号处理技术和机器学习算法，将记录下来的这些“思维信号”转化为行动。
此前，英国理论物理学家霍金使用的轮椅，就装备了类似的非植入式的EEG帽子，可以收集霍金的大脑生物电流信号，并解读其指令，指挥霍金眼部肌肉进行眨眼，每一次眨眼都应对一个字母，通过多次组合，电脑能写出霍金想要写下的词语，因此这个过程很慢。
现在，美国明尼苏达大学的何兵（音译）团队发展和深化了这项技术。此前，大脑神经科学的研究人员都知道，大脑皮质的运动中枢会发出一种μ电波（μ律动，约10Hz振荡），这是人清醒时脑电图中呈现的一种快速活动电波，也是指挥人行动或运动的一种指令。同时，通过磁共振成像和EEG成像技术发现，人在大脑想象运动（虚拟运动）产生的脑电波跟实际运动产生的脑电波十分类似。
在此基础上，何兵团队让志愿者戴上EEG帽子，以提取大脑想象运动时的同步或去同步信号，然后训练计算机对人脑的状态（意图）进行分类，并将控制信号发送至机械臂，看看能否让机械臂产生实际运动。
有13名健康者头戴EEG帽完成了试验，其中有7名女性，平均年龄为27.3岁。他们都学会了利用意念（虚拟运动）来控制机械臂在空中活动，以抓取物体。所有志愿者控制机械臂从货架上抓取物体的成功率都在80%以上，同时把物体放回到货架上的成功率稍低一些，只超过70%。
头戴EEG帽的本质与植入式脑机接口只是采集大脑信号的方式不同，但有共同的机理，即采集和解读人脑的生物电信号。当人类运动或者想象运动的时候，大脑皮质运动中枢的神经元会被激活，产生微弱的电流。同时，人在想象做出不同的动作时，会激活各种不同的神经元组合。这些神经信号就可以被植入的电极芯片和EEG帽收集和放大，并输送到计算机，计算机经过解析，发出指令，让机械臂运动。
科学伦理
侵犯隐私思想？
同样面临的伦理难题
脑机接口发展到今天有更新、更宏伟的目标：一些科技巨头设想，让脑机接口应用于正常人，并且分成了两个流派，即植入式和非植入式，前者以特斯拉CEO埃隆·马斯克为代表，后者以脸书创始人扎克伯格为代表。
马斯克的脑机接口采用的是向大脑植入芯片的方式，名称就叫神经连接，但是，在对大脑植入多少电极方面首先存在问题，目前最多能做到用两百个电极控制几百个神经元，但他们的目标是控制一百万个。不过，除了手术（开颅）外，如何采用其他更平和的方式植入，以及避免排异反应和对接无线神经信号接收和破译方面，还有很多问题要解决。
扎克伯格的非植入式脑机接口设计是，使用传感器，如EEG帽激活大脑皮质的语言中心并收集该中枢的生物电信号，当人想要说话时，大脑的这部分区域会活跃起来，并把词语组合起来，准备就绪后便会说出来。非植入性脑机接口就是采集大脑的这种语言信号，输送给计算机，让计算机解码后说出话来，或记录下大脑的想法，这将比人说话所获得的信息多得多。
这两种脑机接口除了路径不同，原理是一样的。但是，非植入式比植入式更安全，反过来，植入式收集的大脑信号比非植入式更为强烈和明确，因此二者都有利有弊，由此也形成了竞争。不过，最重要的是，如果要对正常人应用脑机接口，在技术和伦理上都需要克服巨大的难题。
通过探索，人类会慢慢弄清自己大脑的各种电信号是什么含义，但接下来会面临一连串的伦理和法律问题。其中，最基本的问题是，如果有人凭借这种脑机接口提前知道人们的想法，侵犯人的思想隐私时该怎么办？
面对脑机接口的危险，已经有研究人员提出提前立法来预防，以保护人们的思想自由不被剥夺，包括认知自由权、思想隐私权等等。张田勘
