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摘要：脑机接口技术面临的最基础的问题就是对脑电信号本身的解码。尽管目前人类对单个神经元有了不少了解，但我们对于小神经元网络工作机制知之甚少。而在细胞解析层面，我们对于大脑结构的工作机制的认识基本上处于空白。
正文
巴西世界杯渐进高潮，但对这届世界杯而言，开幕式上巴西瘫痪少年在脑控外骨骼的帮助下进行开球的一幕，恐怕是最值得被记住的。脑机接口，这项备受关注的未来智能技术第一次面对全世界的观众展示它的价值。
就在同一时间段内，天津大学和天津市人民医院联合研制的人工神经康复机器人“神工一号”、中科院常州先进制造技术研究所研制的认知外骨骼机器人1号、日本机器人制造商Cyberdyne开发的可意念控制机械套装等，纷纷走入大众的视野，他们已经可以在康复、军事、生活娱乐等方面派上用场。
脑机接口技术真能很快破译我们所有的想法了吗？
脑机接口可让肌肉主动收缩
认知外骨骼机器人1号有脚、有腿，与人的下半身十分相似，本体全部由航空铝打造，在人体的腰部和腿部分别设有9处固定带，并装有22个传感器、6个驱动器和1个控制器。
据介绍，当实验人员穿上它，即将抬腿走路时，会产生一个运动趋势，这个信号传达给足底的传感器，然后反应到大小腿肌肉，再传达给控制器和驱动器，继而自动设定关节的旋转角度，系统本身通过检测压力变化和人体姿态变化，解读运动意图，推动人体行走，从而达到相一致的动作。
事实上，认知外骨骼机器人1号利用的并不是真正意义上的脑机接口技术，同样是外骨骼机器人，在世界杯亮相的这套系统是通过一个头盔，监测截瘫患者的大脑神经信号，信号将传输给外骨骼机器人系统，系统根据患者的动作意图展开行动，从而实现站立、行走。
相较而言，“神工一号”的技术更为复杂。脑控机械外骨骼是利用被动机械牵引，非肌肉主动收缩激活。“神工一号”把装有电极的脑电探测器戴在患者头部，并在患病肢体的肌肉上安装电极，利用神经肌肉电刺激，模拟神经冲动的电刺激引起肌肉产生主动收缩，带动骨骼和关节产生自主动作。
上海交通大学生物医学工程学院教授何士刚告诉《中国科学报》记者，想要让自身肌肉主动完成一个动作，需要精确地控制一整套肌肉的张力。例如，人的手臂在正常情况下活动，通过曲肌可以让手臂弯回来，通过伸肌可以让手臂张开去，但当它需要保持一个动作时，曲肌、伸肌都得参与，且它们的张力刚好达到某种平衡，才不至于使手臂瘫软下来。而机械外骨骼就不存在张力的问题，不必担心动作无法维持。
对脑机接口而言，多出任何一个参数，控制就会变得复杂许多。可以看出，在帮助恢复病人肢体运动方面，脑机接口技术仍在提升。
破译大脑并不容易
由于很多疾病破坏了脑与外界进行交流的神经肌肉通路，研究人员试图摒弃传统的神经肌肉通路，建立新的大脑与外界的信息交流通道，使大脑与外部设备直接对话。脑机接口就是一种不依赖于大脑外周神经与肌肉组成的正常输出通路的通讯控制系统，通过对大脑电信号的监测，分析其携带的信息，人的想法和目的进行推断，产生相应的调节和控制信号从而完成与外界进行交流的任务。
“说到底，脑机接口技术面临的最基础的问题就是对脑电信号本身的解码。”中国科学院自动化研究所研究员蒋田仔指出，“但恰恰是对于这最基本的问题，人类科学对它的认识还停留在非常粗浅的层面。”
何士刚表示，现在所谓的“意念控制”实际上是依靠运动想象，通过提取已知脑区的脑电信号来实现的。而且，这种控制还只能实现人类的一些初级运动。
蒋田仔告诉《中国科学报》记者，人类所有的认知功能都源于大脑中1011个神经元，况且它们并非孤立存在，每一个神经元大约与103 ～104个神经元连接，构成1015个连路。即便目前功能型核磁共振成像技术、化学方法等精密仪器可以扫描出人类在意识活动时的大脑活动状态，它们也无法记录每一个神经元的动作电位，即便能够记录，研究人员也并不清楚这些动作电位意味什么意思。
