腦機接口從科幻到現實
郭亮
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商品描述
這是一本深入探討腦機接口技術發展的科普書。從歷史、科學原理到最新進展和未來預測，本書詳細介紹了腦機接口技術——一種利用思維直接控制物體的技術。書中圍繞侵入式腦機接口技術的發展，講述了這種技術從早期實驗到商業化的演變過程。全書共分為五個部分，涵蓋了前期的科技背景發展、腦機接口的早期探索、腦機接口技術的快速發展和功能升級、近年來腦機接口初創公司的興起和商業化挑戰，以及未來該領域的發展方向和麵臨的社會倫理考量。作者作為該領域內的資深科學家，提供了獨特的行業視角，揭示了技術背後的故事和挑戰。本書面向廣泛的讀者群體，特別適合對腦機接口技術感興趣的學生、科研人員和技術從業者。通過淺顯易懂的語言和豐富的實例，本書旨在填補國內該領域原創通俗讀物的市場空白，讓讀者對這一技術有個全面的瞭解，幫助讀者更好地理解和評估腦機接口技術的實際應用和潛力。
作者簡介
郭亮，工学博士，Twibetu Neurotech（推背图神经科技，位于美国硅谷）创始人，在中美著名大学和美国硅谷知名科技公司学习、研究、工作多年，是神经接口技术领域的世界知名科学家、新兴领域Cybertissue Neuroprosthetics的开创者，以及世界范围内最早从事柔性可拉伸电子和柔性可拉伸神经电极研究的华人科学家。
目錄大綱
第 1章 導論
1.1隔空移物
1.2什麽是腦機接口
1.3腦機接口的物理形式
1.4腦機接口針對的應用場景
1.5本書結構
第 一部分：啟蒙時期（1790年~1980年）
第 2章 生物電信號的發現
2.1電場、電勢、電壓和電流的概念
2.2經典的陽台蛙腿實驗並沒有發現生物電
2.3真正生物電信號的發現
2.4神經和肌肉活動與電信號的關系
第3章 腦電信號的發現及腦電圖EEG
3.1腦電信號的發現
3.2EEG信號簡介
3.2.1EEG的成因
3.2.2EEG的記錄
3.2.3EEG的信號特徵
3.2.4腦機接口所用的EEG
第4章 技術時代的大背景
4.1信息處理技術的發展
4.2三極管和集成電路芯片的發明
4.3數字電腦的發明和個人電腦的出現
4.4《星球大戰》電影上映
4.5對於這一時期科技發展的思考
第5章 腦機接口概念應運而生
5.1前期工作
5.2腦機接口概念的提出
5.3第 一個隔空取物的物理實現
5.4對腦機接口誕生的科學思考
第二部分：探索時期（1980年~2000年）
第6章 基於EEG的非侵入式腦機接口
6.1腦機接口需要什麽信號
6.2EEG信號代表什麽
6.3意識是否可以被EEG定位和記錄？
6.4基於EEG的腦機接口
6.4.1 利用運動想象移動光標
6.4.2 利用運動想象控制四軸飛行器
6.4.3 利用穩態視覺誘發電位使用屏幕軟鍵盤
6.4.4 基於視覺P300操作虛擬鍵盤
6.5非侵入式腦機接口的優缺點
第7章 顱內神經元記錄
7.1大腦中是否存在與運動控制相關的信息
7.2對多通路神經微電極陣列的需求
7.3用微加工方法製造多通路神經微電極陣列
7.4Utah電極陣列的故事
第8章 早期的侵入式運動腦機接口
8.1侵入式腦機接口的主要應用場景
8.2人腦運動感覺皮層的結構和功能
8.3運動想象的信號是否存在於大腦中？
8.4早期的侵入式運動腦機接口
8.5Phillip R. Kennedy博士的故事
第三部分：快速發展時期（2000年~現今）
第9章 運動想象或意圖是否可以用來控制機械手臂
9.1探尋手臂運動的控制信息源頭
9.2運動想象或意圖的信號位置
9.3基於運動想象或意圖的腦機接口
9.4我與Leigh R. Hochberg教授的邂逅
第 10章 商業化的沖動：Cyberkinetics
10.1 Cyberkinetics的故事
10.2 對這一事件的思考
第 11章 植入電極是否會改變周圍腦組織的結構和功能
11.1 神經電極的植入創傷
11.2 植入電極改變周圍大腦組織的生理結構
11.3 針對長期的免疫排斥反應的電極優化
11.4 當前植入式電極面臨的最大技術挑戰
11.5 使用新外設的經驗會改變大腦
第 12章 侵入式腦機接口功能的進一步提升
12.1 癱瘓病人是否能夠控制他們自己癱瘓的肢體
12.2 肢體移動中的觸覺是否可以被恢復
12.3 其他進展
第 13章 柔性微電極陣列
13.1 為什麽需要柔性微電極
13.2 柔性微電極的發展歷史
13.3 進一步的微型化和可插入式設計
13.4 柔性微電極所面臨的問題
第 14章 恢復高位截癱病人的肢體運動
14.1 神經電子橋的概念
14.2 CPG假說
14.3 早期的研究
14.4 恢復下肢行走功能
14.5 恢復手的功能
第 15章 語言通信腦機接口
15.1 應用場景
15.2 早期的工作
15.3 基於ECoG的語言通信腦機接口
15.4 基於猶他電極的語言通信腦機接口
第 16章 感覺腦機接口: 人工視網膜
16.1 應用場景
16.1.1 視網膜的構造
16.1.2 視覺腦機接口的類別
16.2 波士頓視網膜植入項目
16.3 人工視網膜項目
16.3.1 人工視網膜項目的視網膜上膜假體簡介
16.3.2 人工視網膜項目的商業化
16.4 世界範圍內其他研發工作
第四部分：創業爆發期（2016年~現今）
第 17章 為什麽現今的腦機接口產品在市場上很有限
17.1 侵入式腦機接口的優缺點
17.2 當前該領域的科技現狀
17.2.1 非侵入式
17.2.2 侵入式
17.3 腦機接口進入大眾視野的因素
第 18章 新型電極賦能新的創業公司：Neuralink和Synchron
18.1 Neuralink
18.1.1 Neuralink的破局法之一
18.1.2 Neuralink的破局法之二
18.1.3 Neuralink下麵會怎樣
18.1.4 Neuralink名字的故事
18.2 Synchron
18.3 其他侵入式腦機接口方案
第五部分：未來會怎樣（現今~2050年）
第 19章 未來幾十年需要攻剋的腦機接口技術障礙
19.1 惱人的免疫排斥反應
19.2 電極陣列通道數量的大幅提升
19.3 產品的量產和標準化
19.4 其他問題
第 20章 腦機接口的社會倫理問題
20.1 FDA的監管和支持
20.2 技術安全問題
20.3 社會公平問題
20.4 需要考慮的監管方面
後記
附錄：參考文獻及資料
