起首，泛正在脑形态是什么意义？过去没有脑电手艺时，人们只能判断睡眠和两种脑形态，其他形态无法通过察看得知。而有了脑电手艺后，不只睡眠可细分为几个具体阶段，白日的困倦、委靡、情感等形态也能被识别。由于除了和睡眠形态，我们的大脑还存正在多种形态，如委靡、欢快、等，通过脑电图或脑机接术，我们能够解读这些消息。

　　现实上，这项摸索正在1999年就起头了。其时，图宾根大学的神者尼尔斯比尔鲍默等操纵慢皮层电位幅度变化节制光标一维活动。这是第一次正在病人身上做脑机接口尝试，花了1天多时间，病人打出了1条完整的消息。

　　现实上，汉斯伯杰的研究动机源自一个看似“灵异”的事务。汉斯伯杰是个富二代，很是伶俐，大学时攻读其时“最牛”的专业物理学。的大学生需要军训，他外行军途中受伤，住院后不测接抵家人的慰问电报。本来是他妹妹呈现“心灵”，晚上做梦时“”到哥哥受伤了。汉斯伯杰联想到他13岁正在巴西旅逛时，曾被电鳗电到的履历，就揣摩是不是本人和妹妹的脑子里有跟电鳗一样的通信东西，能实现电信号的传输？于是，他转专业去学医学，研究脑电问题。

　　脑电手艺的成长对文化有极大的推进感化，过去人们大多认为，癫痫发做是“附身”，而脑电手艺则，那现实上是大脑勾当存正在非常。1936年，全球首个脑电图尝试室正在美国的麻省总病院成立，这是脑电图从科学研究迈向临床使用的环节里程碑。

　　正在一次对17岁少年的神经外科手术中，汉斯伯杰终究捕获到了脑电图的雏形。然而，记实的图片十分粗拙。他又正在本人和儿子身长进行多次尝试，才获得这张来之不易的脑电图。

　　1988年，科学家第一次利用脑电波节制机械人。机械人会按照受试者的脑电波勾当，沿着一条曲线行走或遏制。受试者放松、闭上眼睛时，脑电波勾当添加，机械人就会行走；而闭开眼睛后，机械人就会遏制。

　　为了推进国表里脑机接口的学术交换，我们持续加入了第二、三届会议，并做学术演讲。此外，2010年起，我们团队承办了3届中国脑机接口角逐，从办了9届世界机械赛-BCI脑控机械赛。

　　同年，大学团队开辟了四方针SSVEP（稳态视觉诱发电位）脑机接口，并将其用于节制光标挪动。为什么我们能这么早取得这一？现实上，1995年，我们曾接过一个项目，航天员正在完成使命之前，都需要进行太空顺应锻炼。锻炼时利用最多的机械是离心计心情，因为其具有高强度的沉力加快度，受训人正在锻炼时凡是来不及喊停就会陷入眩晕。我们的工做就是正在离心计心情尝试中，检测受训人的大脑认识形态，通过脑机接口系统判断受训人能否。这也是中国第一个脑机接口尝试。

　　虽然脑电手艺和脑机接口已取得显著，但神经振荡事实是大脑中的副产品，仍是焦点运转机制？环绕脑电的发源机制，科学家们仍未构成共识。

　　大学长聘传授。中国神经工程及脑机接口学科的次要建立者，从1998年起正在中国率先开展脑机接口研究，提出并实现了基于稳态诱发电位的脑机接术。其开辟的视觉脑机接口系统正在2015年达到267比特/分钟的世界最高通信速度；2019年协帮渐冻症患者通过该系统实现节制机械打字；2025年提出该范畴正进入焦点硬件优化取智能解码算法深度融合的双轮驱动新阶段；同年12月，其团队通过高精度脑电设备捕获不雅经勾当进行神经美学尝试，摸索将神经美学道理拓展至情感妨碍康复、美育教育和老年认知干涉等范畴。

　　目前，脑机接口形式分为侵入式、半侵入式和非侵入式3种，此中非侵入式研究占比超80%，但侵入式研究采集的神经元信号最强。脑电信号采集设备从20世纪三四十年代的实空管放大器，逐渐成长为便携、可穿戴、无线通信的现蔽穿戴设备。

　　曲到1934年，美国神经科学家赫伯特H费希尔和亚伯拉罕洛温巴克初次正在癫痫患者脑电图中发觉特征性棘波，这是脑电图研究的第一件大事。1935年，美国科学家弗雷德里克A吉布斯、霍洛韦尔戴维斯和威廉G伦诺克斯描述了3Hz棘慢复合波，成为癫痫诊断的金尺度，开创了临床脑电图新范畴。

　　彼时，中国也起头了对脑电手艺的摸索。1955年，我国癫痫和脑电图学的创始人、协和病院的冯应琨传授成立了全国首个临床脑电图尝试室，1957年举办了全国首届脑电培训班，后来他又编写了《脑电图学》和《脑电图图谱》等图书材料，并正在全国推广。

　　1924年，病学家汉斯伯杰初次记实了人脑的能量勾当，这种能量勾当后来被定名为脑电波。那张脑电波记实图也成为人类汗青上第一张脑电图。

　　虽然1924年汉斯伯杰就曾经初次记实了人类脑部的能量勾当，但对其时大大都人而言，脑电波仍然是一个目生的范畴。

　　跟着神经工程取信号处置手艺的成长，人脑取外部设备的间接毗连正正在从科幻现实。正在神经勾当取数字系统间成立通信通的脑机接口（BCI，BRAIN-COMPUTER INTERFACE）手艺，不只使用于医疗辅帮取功能沉建，更激发了关于、认识及节制体例的全新切磋。

　　现正在，呈现了更多脑机接口的使用测验考试。好比，“北脑一号”柔性高通量半侵入式无线通道同时实现消息采集。2023年5月，《天然》发布的一项最新研究指出，一种“脑-脊髓接口BSI”手艺由一个植入的记实和刺激系统构成，能毗连大脑和参取行走的脊髓区域。

　　1991年，美国科学家乔纳森沃尔帕锻炼用户调理mu节律（脑电图中一种典型的一般变异波形）的幅值，通过mu节律幅值的变化实现光标的一维节制；1993年，奥地利科学家格特普弗策勒等人建立了基于感受活动节律的事务相关去同步（ERD）电位、事务相关同步化（ERS）电位的脑机接口系统。

　　现实上，脑电手艺和脑机接口的成长也对我们的教育提出了新的挑和。保守“德智体美劳”的教育方针中，本来我们认为“智”最初才能处理，但现正在借帮AI手艺、脑机接术有了很大成长。同时，“美育”的主要性愈加凸起，脑电手艺本身就是手艺和文化的碰撞，如何正在手艺前进的同时，让更多人领会美、认知美，是我们将来关心的沉点。

　　脑机接口的成长离不开“三驾马车”：脑消息采集、计较机科学及信号阐发手艺、神经科学等学科的彼此影响。

　　正在第一个百年间，我们曾经操纵脑电图实现癫痫、睡眠、脑机接口的研究，我认为面向下一个百年，泛正在脑形态、逆图灵测试、解读该当成为研究的沉点。

　　2025岁尾，大学科学博物馆从办了“科博文化周”勾当“界面中的我：脑机接口取认识的将来”，聚焦脑机接术正在科学、艺术取认知范畴的交叉摸索。大学长聘传授高小榕做《脑电百年取脑机接口》演讲，本报记者赵宇彤按照演讲内容拾掇如下。

　　1929年5月，关于脑电图的第一篇论文《人类脑电图的利用》出炉，颁发于《病学档案》。这篇论文报道了1924年记实的脑电图波形，上方描记为脑电信号，下方为10Hz按时信号，每次受试者闭眼时城市呈现10Hz的信号，能够看出有很强的周期性（阿尔法）波成分。

　　1923年，东方也上演了一场科学取文化的碰撞，即“科玄论和”。以梁启超为代表的形而上学派和以胡适为代表的科学派，环绕“科学的鸿沟是什么”的话题开展强烈热闹会商，推进了其时学者对科学取文化之关系的深切思虑。

　　近年来，因为其高消息传输率、零锻炼和低脑机接口盲率，能够帮帮包罗渐冻症患者正在内的人群实现便利打字，遭到了越来越多的关心。

　　当汗青的车轮来到1973年，美国计较机科学家雅克维达尔正式提出了脑机接口的概念取设想。

　　最初，解读也是脑机接术的一个主要使用。目前，绝大大都人只能记住最初一个梦，而无法记住整晚的。而通过脑机接术，我们将来可以或许解读，以至读取回忆，这不只能够用于回忆恢复，还能够用于测谎等范畴。

　　纵不雅脑电手艺的百年过程，癫痫诊断、睡眠研究、机械人节制是三件绕不开的“大事”，而最初一件“大事”，也就是我们今天所说的脑机接口。

　　其实，脑电手艺的萌芽，甚至人类的成长都离不开科学取文化。这里的科学指的是生物层面的摸索，文化则是社会层面的察看。而正在19世纪20年代，相关科学取文化的辩论正如火如荼地开展。

　　曲到1958年，国际临床神精心理合会制定了国际10~20电极系统，这是一种国际的方式，共包含21个电极，用于正在脑电图查抄或脑电研究中描述和使用头皮电极的。相当于正在大脑中划出经纬线，对分歧脑区进行规范化的区分。

　　又颠末近20年的成长，1953年，脑电图帮帮人类发觉并明白了快速眼动睡眠期的存正在。其实，快速眼动睡眠就是做梦，人类正在做梦时脑电波会有响应变化。过去，我们只能晓得一小我能否处于睡眠形态，但对方有没有做梦无法确定。

　　恰是基于这首张脑电图，1938年，美国神家赫伯特贾斯珀正在寄给汉斯伯杰的圣诞贺卡中，憧憬了从脑电波中解码出言语的可能性。这被认为是对脑机接口的晚期科幻式的描画。

　　从功能上看，次要是康复和替代两类。现正在大师对这两品种型有些混合，好比操纵机械臂完成喝水动做，其实是替代功能，而只用本人的肌肉来做这一动做，才是康复。目前，脑机接口可实现打字（T）、写字（W）和措辞（S）三大类人机交互（TWS），侵入式和半侵入式脑机接口均能实现TWS三项功能。

　　人是必然会做梦的。而借帮脑电图的监测，我们发觉了睡眠周期和分歧睡眠阶段的特征性脑波。好比，慢波睡眠大要1小时，快速眼动睡眠约半小时。整夜会履历4~6个睡眠周期。但分歧人群的睡眠环境纷歧样。

　　又颠末30年的成长，科学家发觉了脑电波。这是大脑发生的四种根本脑电波之一，凡是正在闭目、身体放松且大脑活跃时呈现。

　　其次是逆图灵测试。AI（人工智能）的成长分为上下半场：上半场以图灵测试为方针，保守的图灵测试是让人类判断取之交换的是机械仍是人，若是人类无法区分，那么机械就通过了图灵测试，现在这一方针已实现；下半场就要以逆图灵测试为焦点，需要让机械能区分消息是人类仍是AI发生的。由于现正在次要消息由人类发生，将来可能以AI发生的消息为从，机械智能必需可以或许区分人类和其他机械，不然社会次序可能会遭到干扰，像过多导致社会紊乱一样呈现社会问题。

　　脑机接口是人机交互的特殊形态，能够间接从大脑提取信号节制外部设备，恢复、弥补或改善大脑的功能。而脑电手艺则是脑机接口最焦点、最支流的信号采集取处置根本。

　　目前已能区分约8个焦点脑形态。将来百年，脑形态的识别数量无望提拔至64个以至更多。到时候，机械能比人本身更早细微形态的变化。好比人尚未反映过来能否喜好一张照片，机械已能精准判断。这一手艺的现实使用价值很高，例如正在从动驾驶中，一旦车辆无法节制，误将节制权交给了处于睡眠形态的驾驶员，泛正在脑形态手艺就能处理这类问题。

　　自1924岁首年月次记实人类脑电波勾当以来，人类对大脑的摸索已走过百年过程。无论是脑电手艺的摸索，仍是脑机接口的使用，手艺跃进的背后都暗藏着对文化的思虑和诘问。做为科学取文化的碰撞，人脑的百年“进化”正正在倒逼我们从头审视“大脑”和“思维”的感化。

　　1988年，美国科学家劳伦斯法韦尔和伊曼纽尔唐钦初次利用脑电ERP（事务相关电位）中的P300成分，通过行列闪灼编码范式设想了第一套P300 speller系统，发生了P300-BCI范式。

　　现实上，做梦的时候思维能力是白日的1。5倍。虽然从理论上看，是能够被的，正在睡梦中播放英语单词，回忆的结果会更好，但因为睡眠形态下没有客不雅判断能力，因而这也存正在伦理的争议。但无论若何，睡眠研究是脑电图使用的第二件大事。

　　不难看出，科学和文化配合形成了人类成长的根本，虽然二者根基遵照两条分歧的径，但此中必然存正在交汇点。刚好，脑电手艺就是此中之一。