脑机接口需要我们掌握什么样的知识？

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想要说清楚脑机接口需要什么样的知识，首先得需要明白脑机接口是什么以及它的主要目的。

脑机接口(brain-computer interface, BCI)，有时也称作"大脑端口"direct neural interface或者"脑机融合感知"brain-machine interface，它是在人或动物脑(或者脑细胞的培养物)与外部设备间建立的直接连接通路。在单向脑机接口的情况下，计算机或者接受脑传来的命令，或者发送信号到脑（例如视频重建），但不能同时发送和接收信号。而双向脑机接口允许脑和外部设备间的双向信息交换。

它的主要目的是把大脑活动转变成对设备的控制指令，或者通过刺激大脑提供感觉反馈或修复神经功能。

脑机接口的基本组成图：

由上图可知，脑机接口(Brain Computer Interfaces, BCI)实现通常涉及以下几个步骤：

1. 脑信号的记录：利用侵入式或非侵入式的技术来记录大脑产生的信号。

2. 信号处理：将采集到的原始信号进行预处理(比如进行带通滤波)，并应用危机去除和特征提取技术。

3. 模式识别和机器学习：该阶段通常利用机器学习技术，根据输入信号模式产生控制信号。

4. 感知反馈：BCI产生的控制信号会导致环境的变化(eg.假手抓握力的改变)。其中的一些改变可以被使用者看到、听到或感受到，但是通常人们可以在这些变化的环境中使用传感器，例如触觉传感器、压力传感器等，并利用这些来自传感器的信息进行刺激，从而向大脑提供直接的反馈。

5. 刺激信号处理：在刺激一个特殊的脑区之前，创建一个刺激活动模式十分必要，该刺激模式要求能够模拟脑区常见的活动，并达到预期的效果。这就需要对被刺激的脑区有深刻的理解，以及使用能够产生正确刺激模式的信号处理技术.

6. 脑刺激：利用侵入式或非侵入式的刺激技术将从信号处理环节接受到的刺激模式用于刺激大脑。

从上面构建BCI的处理步骤可以看出，想要进入BCI领域，至少需要具备以下四大领域的背景知识：基础神经科学、大脑信号记录和刺激技术、基本的信号处理技术、机器学习技术。

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