7.2.1　脑机接口基本原理

神经活动是大脑思维产生的基础，每一种活动模式都对应着特定的思维模式。脑机接口就是通过辨别神经活动的模式，对思维进行解码，通过控制系统实现与外界环境的交流，它是在人脑或动物脑（或者脑细胞的培养物）与外部设备之间建立的直接连接通路。中枢神经系统活动特征包括电生理活动、神经化学反应和新陈代谢，如动作电位、突触后电位、神经递质释放、氧代谢等。通过放置在头皮、大脑皮层表面或者大脑内的传感器，检测到神经活动相关的电磁场、氧合血红蛋白或者其他生理参数的变化，这些参数能够从一个特定的方面反映大脑内部活动情况。BCI系统通过记录这些脑活动信号，从中提取具有明确意义的特征，并将这些特征转换为可以作用于外界或人体本身的输出量。脑机接口是一门多学科交叉研究领域，其核心学科涉及认知科学、神经工程、自动控制等。具体而言，脑机接口技术分为三个步骤：①脑电采集，通过脑电设备采集脑电信号；②信号识别，通过计算机分析脑电信号，即从采集到的脑电信号中提取有效特征，根据先验知识进行识别；③指令传输，将脑电分类信号转换成机器控制指令后，再通过无线装置发送给脑控设备，让脑控设备遵照指令完成相应任务。