导语


本期读书会作为「脑机接口」系列读书会的第一期直播分享，集齐四位发起人老师围绕””进行主题分享，主要分为综述分享和圆桌讨论环节，旨在对即将开启的读书会进行导读，促进社区成员形成对“脑机接口”方向的初步认知。



简介




在综述部分，老师们分别围绕“非植入式脑机接口”、“植入式脑机接口”、“运动控制的脑机接口”、“脑机接口系统在科研和医疗领域的历史演进”几个话题进行分享。希望通过分享让大家了解脑机接口相关的技术与理论需求。并从科研与产业的角度分别深入思考脑机接口是什么，能力边界在哪里，以及如何能够更好的赋能人类。在圆桌部分，将围绕脑机接口与AI、植入式与非植入式、脑机接口的前景与挑战进行探讨。特别是在哪些方面，我们需要更多的研究和投入来优化脑机接口系统。希望能够给大家一些启发。





大纲




综述分享

一、刘冰：植入式脑机接口

  1. 脑机接口原则

  2. 未来脑机接口研究的路线图

  3. 脑机接口界面：多脑区的长期稳定安全记录

  4. 脑机接口核心：神经信号编解码

  5. 神经学习：从脑机接口到脑机融合

  6. 感知反馈：感受到脑机以及具身性

  7. 讨论：我们需要什么样的脑机接口？
 

二、眭亚楠：运动控制的脑机接口

  1. 运动功能的层级式控制

  2. 中枢神经系统的运动调节

  3. 外周神经系统的运动调节
 
三、李骁健：脑机接口系统在科研和医疗领域的历史演进

四、史楠林：无创脑机接口的香农极限

  1. 信息论与脑机接口

  2. 视觉诱发信道的定义与容量

  3. 宽带视觉脑机接口


圆桌讨论

主持人：高小榕

  1. 脑机接口与AI的历史渊源，二者如何相互融合，互相启发？

  2. 相比植入式，非植入式如何在信号质量和解码控制方面达到与其相当的水平？

  3. 相比非植入式，植入式可以通过哪些方式减少创伤，达到与其相当水平的安全性？

  4. 不做脑机接口会怎样，相比智能设备，脑机接口带来的革命性的前景会在哪里？

  5. 在科研和医疗场景中使用的脑机接口技术的异同？

  6. 目前脑机接口领域难以解决的瓶颈问题，以及相应的一些解决方案？

  7. 未来十年，植入式/非植入式脑机接口研究突破、应用方向会在哪里？




主讲人




高小榕，清华大学教授。
研究方向：脑机接口（BCI）神经工程的子分支，应用计算技术来探讨人脑内部机能。长期研究目标是建立有效工具，从理论上和实践上分 析脑电波数据，应用于从基础神经生理学研究、临床研究到神经工程等多个领域，为揭秘人脑工作原理提供技术手段。

刘冰，中国科学院自动化研究所副研究员。
研究方向：植入式脑机接口和计算神经科学。脑机接口方面，研究神经系统在与外界交互中的适应和学习，开发下一代的“脑-机双学习”系统，并探索其在临床中的应用。计算神经科学方面，应用非人灵长类的植入技术研究视觉／运动信息的神经编解码模型及机制。

李骁健，中国科学院深圳先进技术研究院-深港脑科学创新研究院正高级工程师，博士生导师。
研究方向：包脑神经信息解码和功能神经环路解析；高通量植入式脑机接口仪器系统；基于纳米技术的神经调控方法，柔性微纳神经界面器件设计；神经仿真计算与类脑器件设计等。

眭亚楠，清华大学副教授，博士生导师。
研究方向：面向具身智能和脑机交互的神经-肌肉-骨骼动力系统建模、控制与强化学习。


史楠林，清华大学生物医学工程系博士生，导师为高小榕老师。

研究方向：从事非侵入视觉脑机接口研究。





参考文献




系统性的介绍了脑机接口相关内容的综述：
  1. M. Lebedev and M. Nicolelis, Brain-machine interfaces: past, present and future，Trends in Neuroscience, 2006
  2. M. Lebedev and M. Nicolelis, Brain-Machine Interface: From Basic Science to Neuroprostheses and Neurorehabilitation, Physiological Review, 2017

强调学习在植入式脑机接口领域的重要性的综述：
  1. A. Green and J. Kalaska, Learning to Move Machines with The Mind, Trends in Neuroscience, 2011
  2. Shenoy and Carmena, Combining Decoder Design and Neural Adaptation in Brain-Machine Interfaces, Neuron, 2014

介绍触觉反馈相关脑机接口的综述：
  1. S. Pandarinath and Bensmaia, The science and engineering behind sensitized brain controlled bionic hands. Physiological reviews, 2022
  2. S. Bensmaia and L. Miller, Restoring sensorimotor function through intracortical interfaces: progress and looming challenges, Nature Review Neuroscience, 2014

主要是介绍非植入脑机接口相关的综述：
  1. L.F. Nicolas-Alonso and J. Gomez-Gil, Brain computer interfac, a review.  Sensors, 2012
  2. Saha et al., Progress in brain computer interface: chanllenges and oppotunities. Frontiers in system neuroscience, 2021




直播信息




直播时间：2024年5月19日（本周日）下午16:00-18:00。

参与方式：

一、本次活动将采用线上+线下相结合的方式进行。

  1. 北京线下：由于场地空间有限（限50人），优先报名读书会的社区成员，您可以任选感兴趣主题的读书会报名获得线下参与资格。我们也为来现场的朋友准备了集智专属周边，也会在现场设置有奖问答环节～（感谢场地提供方：中关村产业研究院）。

  1. 腾讯会议，只面向报名读书会的社区成员，报名即可获取会议室和密码。

  1. 集智俱乐部视频号和 B 站免费直播，扫码可预约。


二、本期读书会公开进行，扫码即可直接获取读书会回看权限。欢迎感兴趣的朋友报名脑机接口读书会，加入社群，获取读书会回看权限，成为“神经、认知、智能”社区的种子用户，与社区的一线科研工作者与企业实践者沟通交流，共同推动社区的发展。



报名成为主讲人：
读书会成员均可以在读书会期间申请成为主讲人。主讲人作为读书会成员，均遵循内容共创共享机制，可以获得报名费退款，并共享本读书会产生的所有内容资源。具体见系列读书会详情：从科幻到现实，从发现到应用：脑机接口读书会启动


计算神经科学读书会


人类大脑是一个由数以百亿计的神经元相互连接所构成的复杂系统，被认为是「已知宇宙中最复杂的物体」。本着促进来自神经科学、系统科学、信息科学、物理学、数学以及计算机科学等不同领域，对脑科学、类脑智能与计算、人工智能感兴趣的学术工作者的交流与合作，集智俱乐部联合国内外多所知名高校的专家学者发起神经、认知、智能系列读书会第三季——「计算神经科学」读书会，涵盖复杂神经动力学、神经元建模与计算、跨尺度神经动力学、计算神经科学与AI的融合四大模块，并希望探讨计算神经科学对类脑智能和人工智能的启发。读书会从2024年2月22日开始，每周四19:00-21:00进行，持续时间预计10-15周，欢迎感兴趣的朋友报名参与，深入梳理相关文献、激发跨学科的学术火花！



详情请见：计算神经科学读书会启动：从复杂神经动力学到类脑人工智能



脑机接口读书会招募中


脑机接口是通过读取大脑神经信号来实现人脑与外部设备交流与控制的前沿技术。作为一个前沿交叉领域，脑机接口技术是跨学科研究的典型代表，融合了控制科学、神经科学、计算机科学、工程学等多个学科领域。针对相关领域，集智已经举办了多个系列读书会与课程，追踪计算神经科学、NeuroAI、神经动力学模型、控制科学等进展。


为了进一步梳理脑机接口相关理论与技术前沿，集智俱乐部联合清华大学高小榕、中科院自动化所刘冰、中科院深圳先进院李骁健、清华大学眭亚楠四位老师，发起「脑机接口」读书会。读书会从2024年5月18日开始，每周六19:00-21:00，持续时间预计8-10 周，欢迎从事相关研究、对脑机接口感兴趣的朋友报名参与交流。



详情请见：
从科幻到现实，从发现到应用：脑机接口读书会启动



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