7.4　应用前景

随着硬件技术发展和脑电处理算法的成熟，利用脑机接口技术识别脑活动的准确性也不断提高，脑机接口在神经假体、神经反馈训练、脑状态监测等领域有着广阔的应用前景。

根据应用者类型的不同，脑机接口的用途主要有以下三类。

第一类是较为初级的脑电识别，主要用于娱乐活动。这部分设备的研发主要由企业完成，如美国的NeuroSky、Emotiv、瑞士的MindMaze、德国的Brain Projects等专业公司已经开发出了一些面向普通大众的穿戴式脑机接口设备。国内脑机接口技术起步较晚，知名公司较少，不过国内高校在脑机交互技术研发方面非常踊跃，清华大学、天津大学、浙江大学、北京理工大学、华南理工大学等高校在脑机接口的研究中处于领先地位。清华大学早在2001年就实现了控制鼠标和电视的各个按键；华南理工大学的研究实现了基于P300和运动想象结合的文字输入，以及利用光标控制上网发邮件。

第二类是建立新的通信途径，主要用于为部分或全部肢体功能丧失的患者重新建立运动功能。脑机接口创建了一个新的非肌肉通道，用于将人的意图转发给外部设备，如计算机、语音合成器、辅助器具和神经假肢等，这在改善生活质量的同时降低了监护成本。美国布朗大学BrainGate小组于2004年6月进行了第一次的运动BCI人体实验。Hochberg及其同事在颈部脊髓损伤的四肢瘫痪患者中记录了植入初级运动皮质手臂区的脑电信号，实现了光标在屏幕上的二维移动，并使用“神经光标”来指导机器人肢体的移动。2013年，Collinger及其同事证实了模块化假肢在脊髓小脑变性四肢瘫痪患者中的应用。通过初级运动皮质中的记录，患者能够实现七维运动，包括三维平移、三维定向和一维抓取。国内进行该类研究的团队主要是浙江大学团队。浙江大学早期研究大白鼠“动物机器人”意念控制实验和猴子大脑信号“遥控”机械手，完成了国内首次病人颅内植入电极，然后用意念控制机械手的实验。不过为了提高采集信号准确性，该类研究通常需要将记录电极植入颅内，进行侵入式信号采集，而这种方式很容易对患者造成损伤。

第三类则是利用神经反馈技术使患者恢复神经网络连接，主要用于神经退行性疾病患者的治疗或功能恢复。目前在神经系统疾病治疗中，相当一部分病人药物治疗疗效不显著并且副作用大。手术治疗有创伤，容易引起并发症。而基于脑机接口的非侵入式神经反馈技术受到了广泛关注。该技术能够分析患者大脑中的活动，并将其转化为视觉、听觉和／或本体感受信息，然后发送回患者。美国Cerêve公司研发的产品主要用于检测睡眠期脑电，帮助解决睡眠障碍。瑞士MindMaze公司开发了一个可集成到可穿戴式头显和3D动捕相机的用户界面，为神经系统疾病患者创造VR和AR环境，为脑损伤患者提供多感觉反馈，在康复期间刺激运动功能。目前国内高校如北京师范大学、北京理工大学、西南科技大学等均已开展神经反馈的研究，实验表明神经反馈对儿童注意缺陷多动障碍、焦虑障碍等都有一定的改善作用。虽然基于脑机接口的神经反馈技术在一些神经系统疾病的治疗中有一定效果，但现有治疗方案仍存在一些问题，如单一的实验范式并不能对所有患者产生积极效果，因此需要提出一种自适应的方式不断改变刺激范式，使其适用于每位患者。

脑机接口是一项兼具科学研究价值和应用前景的重要技术，相关研究涉及医学、信息学、心理学等多个领域，是一门高度交叉的学科，因此对脑机接口进行深入研究也将推动多个领域的发展。