深脑机器接口与人类深脑交互

脑机接口(Brain-Machine Interface，BMI，又称脑机接口)为人类与机器和环境交互提供了一个新的维度。脑机接口有助于恢复或改善人类的身体或心理功能。如下图所示，科学家们研究了多种在不同层次上与大脑互动的技术。

长期以来，大脑皮层一直是脑机接口的研究对象。通过记录多个皮层区域的神经活动以了解人类意图，研究人员使瘫痪患者能够控制机械臂和假肢，并帮助残疾人有效沟通。

传统的脑机接口使我们能够在受限的实验室环境中解码视觉反应、手部动作和语音等感觉和运动信号。将这些技术应用到日常生活中仍然具有挑战性。

大脑深部区域与基本生命功能密切相关。有必要研究大脑的深层功能，以更好地了解大脑的工作原理。皮层下脑区是侵入性神经调节和临床神经治疗的主要目标。人类深部脑的结构和功能异常在多种神经和精神疾病中被观察到，包括帕金森病、阿尔茨海默病、抑郁症和强迫症等。深部脑机器接口专注于理解和调节脑部的神经活动地区。它是一个新兴的研究领域，具有巨大的临床应用潜力。

上图说明了从表面到深层大脑的主要记录和刺激方法。除了记录和解码，深度脑机接口还能够通过提供治疗刺激来调节大脑的病理状态。先进的 DBMI 技术旨在记录和解码具有高时空分辨率的深度神经活动，并有效配置刺激参数以精确调节大脑状态。由于我们对中枢神经系统的可塑性和适应性等机制的了解有限，开发具有长期疗效的 DBMI 仍然具有挑战性。

由于神经系统主要通过电信号传递信息，以电信号为媒介的脑机接口成为该领域研究的热点。文章概述了当前可用于人类的基于神经电活动的脑机接口技术以及在感知和调节大脑活动方面的应用。作者介绍了两种广泛使用的深部脑接口系统，深部脑刺激 (DBS) 和立体定向脑电图 (sEEG)，并特别关注最新的技术进展和临床应用。讨论了 DBMI 作为强大的大脑研究平台的潜力及其治疗效用。论文还讨论了DBMI系统的闭环控制框架，

该综述文章的通讯作者为清华大学李路明教授，第一作者为隋延安副教授，共同作者为于慧玲博士、张晨博士、陈越博士、姜长青副研究员.