前言

我写作这本科普书的想法由来已久，之前一直断断续续地写作英文版，但写得不是很满意。一个偶然的机会，我在北京参加了一个关于通用人工智能的技术论坛，并做了《脑机接口的发展及商业化技术瓶颈》的演讲，演讲的内容正是我之前一直在写的英文版的浓缩版。在大会上，我接触了很多对人工智能和脑机接口技术充满热情的技术创业者和领导者，交流之际，我遂萌发了写作中文版的想法。很凑巧，会后我在微信上认识了人民邮电出版社的佘洁编辑，交流之下，我写作中文版的想法与她一拍即合，于是就有了这个与国内读者分享的机会。

使用思维或意念直接控制或影响物理物体的运动，在人类历史中一直是一种想象中的超能力。只有在现代科学技术出现后，这种超能力才被以人机共生系统的形式投入实验并初步实现。特别是在过去几十年中，神经科学已经揭示了关于我们的神经系统，包括大脑、脊髓和外周神经肌肉的发育、结构和功能的足够多的细节，信息技术也提供了围绕高性能、便携式数字计算机的电子通信和微电子器件的技术能力，对人机共生系统的尝试开始变得热门。虽然目前绝大多数这类系统仅是为恢复因外伤或疾病所失去的人体固有功能而设计的神经代偿系统，但许多人更关心这种技术是否能够以及如何为普通健康人提供日常生活场景中的增强功能，从而切实影响或改变自己的生活。在当下这一领域的快速发展和被社会高度关注的背景下，这种期望在不久的将来并非不可能实现。这种人机共生系统的概念很好地体现在脑机接口的构想中，即直接将人脑连接到数字计算机上以达到人脑直接与物理世界互动的目的。如今，脑机接口不仅在学术研究领域备受关注，在科技创新领域也持续火热，未来几十年或更短时间内，预计将有功能强大的临床和消费级产品问世。

脑机接口技术的科研和产业化在美国起步，我正是在这个中心圈子中奋斗多年的业内人士。侵入式脑机接口拥有刚性的应用需求，能够提供较好的用户功能和体验，将是一个非常有前景的市场。具有代表性的知名科技公司有Neuralink、Paradromics和Synchron。现阶段的所有技术全部处于科研或临床试验阶段，能够在植入后短期内实现较为满意的功能；在产品方面，目前主要针对重度瘫痪的病人进行临床上的个人定制；技术突破一触即发。这一领域在产业界需要突破临床应用场景的限制，开发面向普通消费者的大众消费品。这一目标也正是Neuralink的愿景，规模化量产以降低成本、提高销量、创造利润。最近，Neuralink获得了美国食品和药品管理局（FDA）的临床试验许可和新一轮3.23亿美元的融资，刚刚开始临床试验，初步效果喜人，这将掀起对这一技术的新一轮的社会关注和创业投资浪潮。

脑机接口的科普类图书在美国较多，虽然各有侧重，但真正出自一线资深科研人员的并不多。而有关这方面的原创中文图书更是匮乏，究其原因，一是在脑机接口领域迎来突破性发展之前，国内科研和产业界的从业人员非常有限，具有多年一线科研经验的专家更是寥寥无几；二是国内很多后期入行的科技工作者在行业内的积淀不深，对于以美国为领导者的这个专业领域不甚了解，也就无法深入浅出地讲述好这个行业的来龙去脉。我作为早年就有幸进入美国神经工程领域的为数不多的华人科学家，参与和见证了该领域许多里程碑式的科技发展，并与该领域内的众多知名科学家熟识，了解不少鲜为人知的背后故事。这样的专业经验和独特经历，为我写出这本兼具知识性和趣味性的科普书提供了基础。

这本书在涵盖脑机接口的历史和最新进展的同时，融入了我二十余年作为一线科学家的专业知识和见解，以圈内一线科学家的视角，为读者提供一个完善、详尽的脑机接口技术发展图谱，讲述很多关于科技发展的思考和技术发展背后鲜为人知的圈内故事，及时弥补国内在这一领域的背景知识空缺。本书以历史发展的时间线，将脑机接口技术发展进程中的关键科学和技术问题，用一个个主题组织起来，娓娓道来。读者不仅能够通过科技的发展历程获得对这一领域的全面了解，也能学习到现代科学思想和技术方法是如何一步步把脑机接口这一概念从科幻变成现实的。我觉得后者正是本书的精华所在。此外，读者还将随我一起了解脑机接口的最新进展、目前能实现的功能、该领域所面临的科技瓶颈问题、当前商业化的进展，以及对未来发展的思考。

这既然是一本科普书，那么目标读者群就应当包括对这一领域感兴趣的普通读者，其中以高等院校的学生、已经参加工作的具有理工科背景的技术从业人员、创业者、投资人、科研机构的研究人员以及相关政策制定部门的工作者为代表。在当下脑机接口商业化备受热议的大形势下，我相信这本书将会为大家更多地了解这一领域提供及时的帮助，也相信这本书会拥有广泛的读者群。我将努力使用浅显易懂的语言让普通大学生能够读得懂，在电子、计算机、神经科学方面有一定基础的读者将会更加容易理解本书所阐述的相关技术内容。另外，本书非常适合作为在大学里学习、研究神经工程的学生的课外读物。我真诚地希望这本书不仅能够传达脑机接口技术的专业知识，而且能够吸引更多的有志青年和社会资源进入这一方兴未艾的领域，从而推动这一领域的更大发展。

郭亮
2024年3月于美国硅谷