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主编推荐语

一本深入探讨脑机接口技术发展的科普书。

内容简介

从历史、科学原理到最新进展和未来预测,本书详细介绍了脑机接口技术——一种利用思维直接控制物体的技术。书中围绕侵入式脑机接口技术的发展,讲述了这种技术从早期实验到商业化的演变过程。

全书共分为五个部分,涵盖了前期的科技背景发展、脑机接口的早期探索、脑机接口技术的快速发展和功能升级、近年来脑机接口初创公司的兴起和商业化挑战,以及未来该领域的发展方向和面临的社会伦理考量。作者作为该领域内的资深科学家,提供了独特的行业视角,揭示了技术背后的故事和挑战。

本书面向广泛的读者群体,特别适合对脑机接口技术感兴趣的学生、科研人员和技术从业者。通过浅显易懂的语言和丰富的实例,本书旨在填补国内该领域原创通俗读物的市场空白,让读者对这一技术有个全面的了解,帮助读者更好地理解和评估脑机接口技术的实际应用和潜力。

目录

  • 版权信息
  • 内容提要
  • 作者简介
  • 前言
  • 致谢
  • 资源与支持
  • 第1章 导论
  • 1.1 隔空移物
  • 1.2 什么是脑机接口
  • 1.3 脑机接口的物理形式
  • 1.4 脑机接口的应用场景
  • 1.5 本书结构
  • 第一部分:启蒙时期(1790~1980年)
  • 第2章 生物电信号的发现
  • 2.1 电场、电势、电压和电流的概念
  • 2.2 经典的阳台蛙腿实验并没有发现生物电
  • 2.3 真正生物电信号的发现
  • 2.4 神经和肌肉活动与电信号的关系
  • 第3章 脑电信号的发现及脑电图
  • 3.1 脑电信号的发现
  • 3.2 EEG信号简介
  • 第4章 技术时代的大背景
  • 4.1 信息处理技术的发展
  • 4.2 三极管和集成电路芯片的发明
  • 4.3 数字计算机的发明和PC的出现
  • 4.4 《星球大战》电影上映
  • 4.5 对于这一时期科技发展的思考
  • 第5章 脑机接口概念应运而生
  • 5.1 前期工作
  • 5.2 脑机接口概念的提出
  • 5.3 第一个隔空移物的物理实现
  • 5.4 对脑机接口诞生的科学思考
  • 第二部分:探索时期(1980~2000年)
  • 第6章 基于EEG的非侵入式脑机接口
  • 6.1 脑机接口需要什么信号
  • 6.2 EEG信号代表什么
  • 6.3 意识是否可以被EEG定位和记录
  • 6.4 基于EEG的脑机接口
  • 6.5 非侵入式脑机接口的优缺点
  • 第7章 颅内神经元记录
  • 7.1 大脑中是否存在与运动控制相关的信息
  • 7.2 对多通道神经微电极阵列的需求
  • 7.3 用微加工方法制造多通道神经微电极阵列
  • 7.4 犹他电极阵列的故事
  • 第8章 侵入式运动脑机接口
  • 8.1 侵入式脑机接口的主要应用场景
  • 8.2 人脑运动感觉皮层的结构和功能
  • 8.3 运动想象的信号是否存在于大脑中
  • 8.4 早期的侵入式运动脑机接口
  • 8.5 Phillip R. Kennedy博士的故事
  • 第三部分:快速发展期(2000年~现今)
  • 第9章 运动想象或意图是否可以用来控制机械手臂
  • 9.1 探寻手臂运动的控制信息源头
  • 9.2 运动想象或意图的信号位置
  • 9.3 基于运动想象或意图的脑机接口
  • 9.4 我与Leigh R. Hochberg教授的邂逅
  • 第10章 商业化的冲动:Cyberkinetics
  • 10.1 Cyberkinetics的故事
  • 10.2 对这一事件的思考
  • 第11章 植入电极是否会改变周围脑组织的结构和功能
  • 11.1 神经电极的植入创伤
  • 11.2 植入电极改变周围脑组织的生理结构
  • 11.3 针对长期免疫排斥反应的电极优化
  • 11.4 当前植入式电极面临的最大技术挑战
  • 11.5 使用新外设的经验会改变大脑
  • 第12章 侵入式脑机接口功能的进一步提升
  • 12.1 瘫痪病人是否能够控制他们瘫痪的肢体
  • 12.2 肢体移动中的触觉是否可以被恢复
  • 12.3 其他进展
  • 第13章 柔性微电极阵列
  • 13.1 为什么需要柔性微电极
  • 13.2 柔性微电极的发展历史
  • 13.3 进一步的微型化和可插入式设计
  • 13.4 柔性微电极所面临的问题
  • 第14章 恢复高位截瘫病人的肢体运动
  • 14.1 神经电子桥的概念
  • 14.2 CPG假说
  • 14.3 早期的研究
  • 14.4 恢复下肢行走功能
  • 14.5 恢复手的功能
  • 第15章 语言通信脑机接口
  • 15.1 应用场景
  • 15.2 早期的工作
  • 15.3 基于ECoG的语言通信脑机接口
  • 15.4 基于犹他电极的语言通信脑机接口
  • 第16章 感觉脑机接口:人工视网膜
  • 16.1 应用场景
  • 16.2 波士顿视网膜植入项目
  • 16.3 人工视网膜项目
  • 16.4 世界范围内其他研发工作
  • 第四部分:创业爆发期(2016年~现今)
  • 第17章 为什么现今的脑机接口产品在市场上很有限
  • 17.1 侵入式脑机接口的优缺点
  • 17.2 当前该领域的科技现状
  • 17.3 脑机接口进入大众视野的因素
  • 第18章 新型电极赋能新的创业公司:Neuralink和Synchron
  • 18.1 Neuralink
  • 18.2 Synchron
  • 18.3 其他侵入式脑机接口方案
  • 第五部分:未来会怎样(现今~2050年)
  • 第19章 未来几十年需要攻克的脑机接口技术障碍
  • 19.1 恼人的免疫排斥反应
  • 19.2 电极阵列通道数量的大幅提升
  • 19.3 产品的量产和标准化
  • 19.4 其他问题
  • 第20章 脑机接口的社会伦理问题
  • 20.1 FDA的监管和支持
  • 20.2 技术安全问题
  • 20.3 社会公平问题
  • 20.4 需要考虑的监管方面
  • 参考资料
  • 后记
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评分及书评

评分不足
2个评分
  • 用户头像
    给这本书评了
    4.0
    很会说故事的科学家

    本书在追溯脑机接口技术的历史进程上,展现了作者郭亮非凡的写作的功力。从早期的科幻设想到实验室中的初步尝试,再到逐步走向成熟的技术体系,以时间为轴,细致梳理了 BMI 技术发展的每一个关键节点。这种历史性的回顾,不仅让我们看到了科技进步的脉络,也让人深刻体会到科学探索的艰辛与不易。在科学原理部分,作者以通俗易懂的语言,深入浅出地解释了脑机接口技术的核心机制。无论是神经信号的解码与编码,还是人机接口的稳定性与安全性,作者都给出了详尽的阐述,使我们能对 BMI 技术有一个较为全面的认识。这种对科学原理的清晰解读,无疑增强了书籍的可读性和普及性。最新发展和未来预测是本书的另一大亮点。作者紧密关注 BMI 技术的最新动态,从实验室的最新研究成果到初创公司的商业化尝试,他都进行了详尽的介绍和分析。同时,他还大胆预测了未来 BMI 技术的发展方向,包括其在医疗、教育、娱乐等多个领域的应用前景。这种前瞻性的视角,让我们对 BMI 技术的未来充满了期待和想象。然而,作者并未止步于技术的探讨,他还深刻关注了 BMI 技术发展过程中所面临的社会伦理考量。从个人隐私的保护到人类身份的重构,从社会公平的维护到伦理道德的边界,他都进行了深入的剖析和反思。这种对人性关怀的强调,使得本书在科技探索的同时,也充满了人文关怀的温暖。

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    出版方

    人民邮电出版社

    人民邮电出版社是工业和信息化部主管的大型专业出版社,成立于1953年10月1日。人民邮电出版社坚持“立足信息产业、面向现代社会、传播科学知识、服务科教兴国”,致力于通信、计算机、电子技术、教材、少儿、经管、摄影、集邮、旅游、心理学等领域的专业图书出版。