脑机接口科普0001——脑机接口的概念

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脑机接口，这个是当前比较火的一个概念。脑机接口，确切的写法应该是“脑-机接口”。也就是说，这个概念可以划分为三个词语来解释。

第一个是脑。

第二个是机。

第三个是接口。

脑的英文单词是Brain。

机，指的是计算机，指的是电脑。电脑的英文单词是Computer。所以这个机的英文单词就是Computer.

接口的英文单词是Interface.

所以这就是为什么脑机接口正确的写法是“脑-机接口”——中间必须要加一个破折号。

从字面含义可以理解，脑-机接口，就是指大脑和电脑之间的一个连接，使用一个类似插座的接口，把大脑和电脑连接起来。

但是每次打字写个破折号都是挺麻烦的。所以，在后面的描写中，我一般都把破折号给去除掉。

所以脑机接口对应的英文就是Brain Computer Interface.所以脑机接口的缩写就是BCI。

如果大家以后在文章中或者其他什么地方看到BCI，就知道这个BCI就代表脑机接口。

现在来分析一下脑这个词。

这个脑是指的什么脑？任何动物都有大脑，甚至我们肉眼看不到的微生物也有大脑。

通常而言，这个脑是指特定的人的大脑。

当然，科学家在做科学实验的时候，也有使用小白鼠的大脑和猴子的大脑做实验的。

但是，我们研究脑机接口的主要目的其实就是为了研究人的大脑，研究动物的大脑也是为了方便我们理解人类的大脑（比如猴子跟我们人类很相似，在猴子的身上做大脑相关的实验需要通过一些伦理道德的审核，如果使用人类来做相关的实验的话，可能不仅仅需要伦理道德的审核，法律可能就不通过）

分析完脑之后，我们再分析“机”。

机，是指的机器。

2014年，巴西世界杯上，一个高位截瘫的青年，使用脑机接口控制机械外骨骼，帮助他从轮椅上站立了起来，然后开了第一脚球。

理论上，脑机接口，是应该让大脑与外界的任何的机器进行链接的，这才是脑机接口的一个初衷。

机器，英文单词是Machine。所以，国内外有很多企业、公司、机构、学校、研究所等，会把BCI的缩写改为BMI，也就是Brain Machine Interface.

但是我个人认为，这种解释是牵强附会的。我个人的理解是，BCI是足够的精确的表达脑机接口的。

究其原因：

第一，Computer也是属于Machine的一种。即电脑也是属于一种机器。但是，电脑应该是21世纪为止，我们人类世界创造的最复杂的机器——没有之一。想想看，我们认为芯片是高科技行业，电脑里面就集成了很多很多的芯片，而芯片底层，集合了半导体技术，材料科学，以及数学等学科。芯片里面无论哪一个细节拿出了，都可以形成一个分支，从而在大学里面形成一门课程。

第二，Computer是需要使用电的，而Machine不一定需要使用电。从1600年就有人开始发现电的现象。也就是从1600年开始，西方自然科学的发展都伴随着对电的深入研究而蓬勃发展。可以说，21世纪任何行业都离不开电力。

我们人也是一种生物，是生物就会有生物电。比如电鳗就会产生很强大的电流，会把其他动物电死。

只不过，我们人体内的生物电很微弱。比如，我们去医院就可以检查心电图。

当然，有心电图，就会有脑电图。

我们目前研究脑机接口，研究大脑，除了生物学意义上解剖大脑，研究大脑的各个结构外，主要的一个研究方向，就是研究大脑的脑电。让大脑的脑电和外界的机器进行交互。

与外界的机器进行交互，其实本质上就是电的作用。

所以，基于电脑是带电的且是当前21世界人类世界创造的最复杂的机器，所以大脑选择与电脑进行连接。

想想看，我们中国古代人创建的机器有木头做的人工纺线机，也有木头做的人工踩的水车......外国人做得机器有烧煤炭的蒸汽机.......大脑怎么与这些没有电的机器打交道呢？很难。

最后，我们再讨论接口这个词。接口，就是Interface.以我们平常使用的手机为例。

墙上有个插座，手机这边有个充电的接口。使用充电线，让充电线的两端分别插在墙上的插座上和手机的充电接口里，这样，插座里面的电就可以源源不到的充电到手机内部了。就完成了通信。

也就是说，我们这边给大脑和电脑之间开了一个接口，使用一根看得见或者看不见的线，把人的大脑和电脑连接起来，就可以完成通信了。电脑可以“读懂”大脑里面想的东西，这样，人不需要任何的动作，就可以把“思维”传递给电脑，让电脑帮忙来控制外面的东西了。

以一张图，来表示脑机接口，大家会有更加形象的理解：

头上贴的一个个东西就是一个个的接口，头上戴的就是一个个接口引出来的导线，这个导线最终也是通过接口的方式，跟电脑进行相连接。这样电脑就可以读懂人脑的思想，从而完成脑机接口的功能。