21世纪已经进入第三个十年，在前二十年时间里，我们已经见证众多新技术掀起的颠覆式变革。那么在下一个十年，又会有怎样的变化？
近年来，我们的生活越来越离不开自动化、智能化的机器，电影和文学作品中那些令人惊叹的科幻技术也逐渐在生活中慢慢呈现，比如《黑客帝国》中脑机交互（脑机接口）。脑机接口，是指在人或者动物脑部与外部设备间创建的直接连接通路，用来完成脑与设备之间的信息交换。
在这个领域，目前已有不小的进展，比如马斯克脑机初创公司Neuralink公布的高宽带脑机接口（BMI）系统；Facebook和CTRL-Labs开发的一种可以与其他设备直观连接的腕带；浙江大学“双脑计划”让高龄患者利用植入式脑机接口进行复杂有效的运动控制。喜人的是，脑机技术一直都在不断发展。
| 让植物人开口“说话”，决定自己的命运
来自加拿大西安大略大学的 Adrian Owen通过一种基于时间分辨功能性近红外光谱（TR-fNIRS）的脑机接口，Owen 可以非侵入式地获取血液动力学反应、血氧含量等信号，进而完成了与受试者的无声“对话”。
为研究这一问题，Owen 首先招募了 21 名健康的志愿者进行测试。通过要求受试者对“你有兄弟么？”“你有姐妹么？”“你现在感觉冷么？” 一类问题回答“是”与“否”，捕捉其中的规律。研究发现，“是”的回答时氧合血红蛋白出现峰值，而脱氧血红蛋白轻微降低。同时，“是”的回答伴随着预期中的血流动力学变化，而 “否” 则并未出现。
随后，通过相似的技术，Owen 又对几位刚刚经历严重脑损伤的患者进行了试验。这一次他们问了更多只需回答 “是” 或“否”的问题，结果发现，约有 20% 处于植物状态的患者意识上可以做出回应。也许这一次，我们真的听到了他们的心声，但由他们做主，还有一段路要走。
| 创建“神经电子互联网” ，实现脑机交互
近日，英国、意大利和瑞士的研究人员共同创建了一个混合神经网络，利用互联网将信号从生物神经元传输到人工神经元，成果发表在科学杂志《自然·科学报告》中。
论文主要介绍了模拟真实突触的传递和可塑性的大脑和硅尖峰神经元之间的记忆联系。简单来说，就是研究人员利用与金属薄膜氧化钛微电极配对的忆阻器，将硅神经元连接到老鼠海马体的神经元上，从而证明了一个三神经元脑-硅网络，其中忆阻突触经历了由神经元放电速率驱动的长期增强或抑制。
以此为基础，研究人员发现了纳米级忆阻器模仿突触的可塑性，如下图所示，这个系统其实是一条单向电路——钛忆阻器 MR1存储突触权重作为阻性状态，超薄电容微电极 CME 将刺激传递给生物神经元，并通过记忆权重进行调节。BN 尖峰由膜片钳微电极记录，然后由忆阻器 MR2处理，并且经由电流注入，最终传输到第二硅神经元 ANpost。
研究人员同时也指出，希望这项研究成为神经电子互联网的开端，也是马斯克想构建“第三层大脑”脑洞的一个有利进展。
| 从运动脑机接口到情绪脑机接口
脑机接口是一个闭环控制系统，它是做功能恢复领域和科学发现的重要工具。在过去的研究中，动物模型以及临床试验的数据表明，运动脑机接口在修复瘫痪病人的运动功能以及神经机制控制学方面有很大的研究价值。
运用运动脑机接口研究领域已有的知识和心理学以及神经影像学在情绪处理方面的研究，结合闭环控制原理以及最新成果，我们可以为脑机接口推进到神经精神疾病领域的前沿开辟一条新通道。
例如，脑机接口应用在治疗抑郁症方面，开环治疗的效果参差不齐，还有一种方法是采用闭环脑机接口，根据症状变化来改变神经刺激。我们可以假定一个情绪脑机接口，它可以分析情绪症状（而不是运动状态），决定何时和如何传递大脑神经刺激，从而控制或改变情绪。
与运动脑机接口相比，情绪脑机接口的研究刚刚起步，道阻且长。
科技进步需要付出，需要远大的目标和大量的辛勤工作，需要有伟大的梦想来激发人们去创造。
脑机交互与智能硬件学术挑战营，结合美国密歇根大学和浙江大学最新的脑机交互基础课程，让学员通过多项人机交互和脑机交互实验，实现脑神经信号、心电信号和肌电信号的读取、过滤和处理，完成神经信号传感、肌肉运动识别、仿生假肢操纵等训练。
