当你凝望夜空时，你是否曾望向繁星背后的虚空：“宇宙的边界在哪里？时空的本质究竟是什么？幽暗的深空中此刻是否也有一双眼睛正在凝视着你？”
当你凝视镜中的自己时，你是否曾望向双眼背后的大脑：“我”到底是谁？寄居在这副皮囊之中的灵魂是否真的存在？
当肉体衰亡，“我的灵魂”是将随之消散还是化为飘荡于宇宙之中的一股电波？
下载知识、移植记忆、意念互通与大脑联结这些科幻电影中的场景能否成为现实？
人脑被称为“内在的宇宙”，从宇宙大爆炸到人类大脑的形成，150亿年间，人类大脑成为宇宙中平常却伟大的奇迹。如今，脑机接口技术正在蓬勃发展。科学家已经开始攀登脑机接口的金字塔，逐级“改造”人类，实现人类的全新进化。
《脑机简史》便是向读者介绍脑机接口这一新兴技术的科普著作。从对大脑的重新认识，到神经科学颠覆传统的发现，再到脑机接口领域正在发生的前瞻探索和令人振奋的突破，作者对这项技术自诞生至今的演进历程以及它对未来的影响进行了生动的展示，让人在感叹“脑机融合”创造的惊人变化的同时，更为脑科学的飞速发展以及人类大脑浩如烟海的未解之谜而神往。

陈言，文学博士，高级编辑，长期在人民日报社、中国科学院等机构工作。20多年来，先后撰写了《天之眼》《阻击埃博拉》《知识的力量》《罪证》《第一杀手覆灭记》等报告文学和《当科学遇到诗歌》《你从哪里来》等若干诗歌作品，并发表在《人民日报》《人民文学》等报刊上。曾出版《新闻的力量》《跨越》《妙江访谈录》《黑枭》《城市面具》《时代潮头》等多部作品。
曾获得国务院特殊津贴、全国新闻出版行业领军人才等荣誉。

推荐序1 科技是实现强国梦的支撑
推荐序2 创新决胜未来，人才关乎成败
推荐序3 人类的大脑，宇宙中最伟大的奥秘
前言 脑机接口，让我们得以解开人之为人的最终奥义
引言 进击的智能，正在开启难以想象的人类新未来
第一部分 重新认识你的大脑，重新定义人类的进化
01 见证奇迹的时刻
大脑有特定的功能分区
“小矮人图”，人类身体“地形图”
02 你好，大脑
从爬虫脑到新皮质，大脑的进化假说
为什么大脑会有这么多皱褶
第二部分 大脑的神秘工作原理，藏着脑机接口的开关
03 大脑如何思考
第一条脑电波，开启脑机接口的大门
网状理论与神经元学说之争
从局部论到分布论，力图登顶人脑的神秘高地
人脑中的交响乐：我们用神经元群进行思考
大脑“主动与巧妙”地创造现实
通过评估过去，大脑得以模拟未来
04 大脑定义身体的边界，脑机接口扩充它
幻肢之痛，大脑会赋予我们“模拟的”身体
灵魂出窍，被激活的大脑的“开关”
橡胶手错觉，激发脑机融合的新篇章
第三部分 探秘脑机接口，进入人机融合的增强时代
05 什么是脑机接口
脑机接口=脑+机+接口
脑机接口是如何实现的
脑机接口的4种分类方法
侵入式疗法VS非侵入式疗法
06 “黑科幻”时刻，那些著名的里程碑实验
喝水的大鼠与现代脑机接口的开端
猴子和游戏：马内实验破解人类大脑
“月球行走”：机器人的一小步，人类的一大步
第四部分 逐级“改造”，实现人类与商业的全新进化
07 真正的“重新行走”
2014，脑机接口元年
修复脊髓损伤，脑机接口缔造的狂想奇迹
08 神经电极与神经界面
微线，最传统和最可靠的脑电极植入手段
硅基电极，开启“大脑之门”
从密歇根电极到柔性微电极阵列，脑机接口一直在进化
呼之欲出的新型设计
09 百花齐放的脑机热潮
医用外骨骼，引发康复机器人热潮
修复运动的“神经桥接”，让患者重新站立
意念打字，将从源头颠覆我们的创作以及社交
革新假肢，打造迄今最先进的机械手臂
10 商业化前景大爆发，成就新一代独角兽
层出不穷的独角兽公司
“脑-机-脑”界面，做到像人一样感知
意念机器人，能够真正理解我们的想法
11 大脑网络，实现重新行走2.0
脑与脑的互联和协作
重新行走2.0
从人脑到计算机
大脑网络的未来
第五部分 记忆移植与大脑增强，开启人类“未来之门”
12 人类可以实现记忆移植吗
记忆移植，数字化永生的终极之路
我们怎样记忆
记录记忆，编码记忆，解码记忆
构建记忆图书馆的蓝图
记忆能被“精准”删除吗
13 定制记忆，我们的有生之年会发生吗
“雨人”传奇
我们可以成为天才吗
“遗忘”也许是最好的礼物
第六部分 代价是什么：操控，还是被操控
14 思想控制与自由意志
思想钢印，输入与植入信息
你选择红药丸，还是蓝药丸
被操控的心智，谁来操控操控者
自由意志是否真的存在
15 脑机接口与未来“脑控权”战争
脑机“黑科技”的实现，终将解放大脑的未来
抢占多维空间“制脑权”，迈向新边疆
16 我们仍是自己命运的主宰
量子时刻，一只既死又活的猫
量子意识，将意识解释为量子状态
第七部分 脑机接口的“遥远未来”就在眼前，我们如何选择
17 为什么我们要警惕人工智能
人工智能是什么
从弱人工智能到强人工智能
人工智能和人类智能的差距
情感和目标：为什么情感这么重要
我是谁，我在做什么
18 两大步骤，走向强人工智能
第一步，提升算力
第二步，让计算机变智能
未来已来，只是你还看不见
19 超级智能意味着什么
乐观者的天堂
未来可能是我们最糟糕的噩梦
20 埃隆·马斯克到底想要干什么
布局脑机接口，是明智的选择吗
破除两大障碍，加快全脑接口时代的到来
结语 最后的思考，人机融合的终极未来
致谢

科技是实现强国梦的支
撑
陈薇
中国科协副主席，中国
工程院院士
“人民英雄”国家荣誉获
得者
近年来，随着各国“脑计
划”的实施，脑科学领域的
科技赛道正在快速形成，并
进入前所未有的高速发展期
，涌现了一批颠覆性理论和
革命性技术成果。脑机接口
技术就是其中的典型代表，
在治疗重大脑疾病、促进脑
健康方面显示出越来越重要
的研究和应用价值。
本书作者以扎实的科学
知识背景及科普创作经验，
用通俗流畅的语言和清晰严
谨的逻辑，兼顾理论探索与
最新实践，详细介绍了这一
前沿科技的发展过程，并对
未来可能涌现的技术创新和
应用做了富有洞察力的预想
，让读者在收获新学新知的
同时，也对科技改变下的生
活、塑造中的未来充满了惊
喜与期待。
科技改变生活，特别是
在此次新冠疫情下，科技创
新的力量表现得更为明显。
全球疫情重塑了我们的工作
、生活方式及思维、行为习
惯。使得虚拟工作场景、线
上远程教育、数据共享与隐
私保护以及公共卫生领域的
疫情监测等异军突起。在这
样一个历史转折点上，科技
在维系现有的社会关系、催
生新的人与人之间的联系方
面发挥了不可替代的作用。
我们在迎接这些新变化的时
候，体验也许还不完美，甚
至还发现许多不足之处，但
新变革、新挑战到来的趋势
不可阻挡。
作为科技工作者，身逢
日新月异的时代，我们可以
更清楚地看到科技创新推动
变革的可能性，并进一步坚
定自己坚持自主创新、服务
国家重大需求、满足人民对
美好生活的向往的使命与初
心。
科技是实现强国梦的支
撑，科学技术从来没有像今
天这样深刻影响着国家的前
途命运。历史和实践告诉我
们，只有把关键核心技术掌
握在自己的手中，我们才能
从根本上保障经济社会发展
、国家长治久安和人民生命
健康。正如此次新冠疫情期
间，中国在病毒溯源与追踪
、疫情防控、疫苗及药物研
发等方面所做的不懈努力与
积极贡献，不仅有效控制了
疫情蔓延。最大程度上确保
了本国人民的安全与福祉，
还把相关研究成果以及防控
经验无私分享给了其他国家
和人民，极大推动了全球防
疫进程，体现了独一无二的
负责任的大国职责和信誉。
在这一过程中，坚持科技自
主创新。特别是在一些关键
核心技术上的攻关与突破，
是中国取得抗疫阶段性胜利
的重要因素之一。而抗疫过
程中暴露出的一些短板和不
足，将不断激发广大科技工
作者更大的危机感和更强的
责任感。
科技是实现人民福祉的
保障，科技创新必须把惠民
、利民、改善民生作为重要
方向，把满足人民对美好生
活的向往作为落脚点。我国
经济已进入高质量发展阶段
。高质量发展，是必须依靠
创新驱动的内涵型增长，是
能够更好满足人民日益增长
的美好生活需要的发展。当
前，新兴技术加速发展并广
泛应用到各个领域。在重大
疾病防控、公共安全等方面
表现得尤为突出。以民生科
技为代表的科技创新，贴近
百姓的衣食住行，惠及百姓
的日常生活，成为响应时代
主题的生动写照。民之所想
，政之所向，同时也是新时
代科技工作者不懈努力的方
向。
中国无疑已是科技大国
，但还不是科技强国，这既
体现在我们还有许多“卡脖
子”技术尚未掌握的现状中
，也体现在科学还没有完全
融入人们的日常生活上。相
比而言，后一种情况需要探
索的道路可能更加漫长。对
于很多中国民众来说，科学
知识的壁垒依然顽固，科学
精神的影响仍旧孱弱，科学
思想及方法的指导作用并未
凸显。这些都需要全社会付
出更大的努力，做出更积极
的尝试，赢得更有效的改变
。在让科学成为大众日常生
活的一部分，让人的进步与
科技的进步“同步”的道路上
，我国科教界的每一分子都
负有义不容辞的责任和使命
。

一本书讲透脑机接口的前世今生，展示关于脑机接口发展过程中的所有关键人物、关键节点以及里程碑实验。《脑机简史》不只是一本脑机接口暗潮涌动的发展历史，还是一本揭开它未来商用大前景的重要作品。
中国科协副主席、中国工程院院士、“人民英雄”国家荣誉获得者陈薇，中国科协党组副书记徐延豪，美国杜克大学神经生物学教授、畅销书《脑机穿越》作者米格尔·尼科莱利斯联袂推荐。

脑机接口技术在治疗重
大脑疾病、促进脑健康方面
显示出越来越重要的研究和
应用价值。《脑机简史》一
书的作者陈言以扎实的科学
知识背景及科普创作经验，
用通俗流畅的语言和清晰严
谨的逻辑，兼顾理论探索与
新的实践，详细介绍了这一
前沿科技的发展过程，并对
未来可能涌现的技术创新和
应用做了富有洞察力的预想
，让读者在收获新学新知的
同时，也对科技改变下的生
活、塑造中的未来充满了惊
喜与期待。
——陈薇 中国科协副主
席，中国工程院院士 “人民
英雄”国家荣誉获得者
无须使用语言和文字，
直接通过大脑的“心灵感应”
来实现思维和机器交互，是
人类长期以来的一个梦想。
而随着脑科学的不断发展，
特别是由神经工程学直接推
动的脑机接口技术的进步，
这一梦想逐渐变为现实。《
脑机简史》一书便是向读者
介绍这一新兴技术的科普著
作。从对大脑的重新认识，
到神经科学颠覆传统的发现
，再到脑机接口领域正在发
生的前瞻探索和令人振奋的
突破，作者对这项技术自诞
生至今的演进历程以及它对
未来的影响进行了全方面生
动的展示，让人在感叹“脑
机融合”创造的惊人变化的
同时，更为脑科学的飞速发
展以及人类大脑浩如烟海的
未解之谜而神往。
——徐延豪 中国科协党
组副书记
《脑机简史》这本书是
一部资料翔实、脉络清晰的
脑机接口技术发展简史，是
一部值得从头细读到尾的作
品。作为脑机接口的探索者
和神经科学领域的专业人士
，我读完这本书也感觉受益
匪浅。作者不愧是一位讲故
事的高手。从对人类大脑深
入浅出的“揭秘”到对脑机接
口技术理论与实验的介绍，
在他妙趣横生的叙述中，“
脑机接口”自诞生至今近30
年的发展小史仿佛变成了一
首迷人的交响乐，让人惊奇
不已。
——米格尔·尼科莱利斯
美国杜克大学神经生物学教
授 法国科学院院士，巴西
科学院院士 畅销书《脑机
穿越》作者

一些历史学家认为，现代神经科学的起源是从一根铁棒穿过菲尼亚斯·P.盖奇（Phineas P.Gage）的大脑开始的。这一悲剧性的偶然事件引发了一系列连锁反应，打开了人们对大脑进行严肃的科学研究的大门。对盖奇先生来说，这根铁棒是他悲惨命运的开始，却为现代科学的发展铺平了道路。
盖奇的悲剧
这场事故发生在1848年，盖奇当时是美国佛蒙特州的一名铁路工人。1848年9月13日是看起来平平无奇却注定载入史册的一天。和往常一样，盖奇来到工地上千活，准备爆破坚硬的岩石。他一边往钻孔里填充炸药，一边转过头去看工友。他不知道的是，这是他一生中最后一个平常的时刻。
医学记载的其他受害者几乎都是以名字的首字母或化名被提起，但盖奇不是：他的名字是神经系统科学领域最著名的名字。
盖奇是附近最好的工头，技术过硬，认真负责，人也很不错。那年秋天，他和他的一队人马受雇于当地政府，负责清理铁路附近的硬质黑岩。和往常一样，盖奇正在往岩石上的爆破孔中装填火药，然后用铁夯轻轻将粉末夯实。这是一个精细的活儿，为了把火药粉末压实，盖奇特意定做了一根铁棍。这个铁棍有一米多长，重达6千克，光滑得像一杆标枪。
工人们正在把碎石块装载到运货马车上，他们显然分散了他的注意力。对于盖奇扭头那个瞬间，大家众说纷纭。有人说盖奇扭头时还在砸实火药，铁棍一下子砸到了坚硬的岩石上，引起了一个细小的火花。接下来的一切都不可避免：一点儿火星在黑暗里闪现。点燃了火药，把铁棍炸飞了。
悲剧的是，铁棍击中了盖奇的左颧骨，径直穿进了他的脑袋。铁棍击碎了他上颚的一颗臼齿，从他的左眼后擦过，并戳穿了大脑左额叶的下部，然后掀开头骨，在他头顶上方直直穿了出去，最终落到了几十米开外的地方，以钉桩的姿势笔直地扎在了泥土中，上面沽满了鲜血和脑浆。
目睹这一幕的人被吓呆了，他们眼睁睁地看着盖奇的一部分头盖骨被掀掉了。然而更让人惊愕的是，盖奇居然没有当场死亡！他仅仅是在地上抽搐了一阵，没过几分钟就能重新走路说话了。他全程意识清醒，还能在工友的搀扶下爬上一辆牛车，前往2000米之外的医院。
接诊医生约翰·哈洛（John Harlow）博士提供了第一手资料。他在事故发生的那天下午6点左右见到了被掀翻一部分头骨的盖奇。哈洛博士看到盖奇自己缓缓地挪进了房间，满身是血地躺在了床上。接下来，像一名外科医生通常的操作一样，哈洛博士把盖奇的头皮剃干净，清洗掉已凝固的血块和脑浆，接着用手指从伤口两端把头骨碎片挑出。令人难以置信的是，整个过程盖奇竟然连眉头都不皱一下地保持清醒和理智。他甚至还盘算着两天之后就要回去上班！
盖奇的脑袋上缠满了纱布，左眼球依旧突出了足足1厘米多。一个好消息是。他还能够认出前来探望的母亲和叔叔。但没过几天，盖奇的病情开始恶化，他两颊浮肿，大脑隆起，开始胡言乱语。他的大脑被真菌感染，开始陷入昏迷状态。亲人们悲伤不已。甚至已经为他定好了一副棺材。
然而幸运之神再一次关照了他。哈洛博士对盖奇进行了紧急外科手术，穿刺鼻子以疏通伤口。同时摘除了盖奇恶化严重的左眼球。术后危险情况依旧持续了数周，但最终，盖奇的病情稳定了下来，直到最后完全康复。
2009年，一张盖奇的老照片被贴在社交媒体上，那是一个英俊自信的男人，尽管头部和左眼受伤严重，但你能感觉到他在笑，对生活依旧怀抱希望。
这一事件发生后的数年里，盖奇的亲友们开始注意到他的性格出现了急剧变化。一个活泼开朗、乐于助人的人，变成了一个脾气暴躁、易怒冲动且自私冷酷的人。虽然哈洛博士对盖奇精神状态的描述只有一百多字，但他确信盖奇已经莫名其妙地发生了一些变化：在事故发生前为人果断，如今却有点儿反复无常，经常随意变更计划；之前通常尊重别人的意愿，如今却在任何一家餐厅随心所欲地发怒；之前很有礼貌，令人敬重，如今却“间歇性地粗鲁无礼，经常爆粗口”。
哈洛博士总结了盖奇的性格变化之后说：“盖奇的智力和表现好像孩子一样，却有着一个强壮的人所拥有的野兽般的激情。他的理性和本能之间的平衡似乎遭到了破坏。”朋友们对盖奇的评价则更加简短扼要：“他不再是原来的盖奇了。”
在被残暴的脾气折磨了12年后，盖奇依旧难以逃脱悲惨的命运，他的健康状况持续恶化，1860年2月癫痫发作，同年5月21日去世。
在他生前和死后，医学和心理学权威人士对他进行了深入研究。去世几年后，在哈洛博士的劝说和坚持下，经他姐姐的同意，人们打开他的墓穴，取出他的头骨和那根击碎他头骨的铁棍。他的头骨被保存在哈佛大学的医学博物馆里。哈洛博士对此头颅做的详细的X射线扫描已经证实，铁棍对前额后面被称为额叶脑区的地方造成了巨大破坏。
这个令人难以置信的事故不仅改变了盖奇的命运，也改变了科学的进程。盖奇的遭遇成了神经科学史上的经典案例，因为这一事件说明，个体行为看似是由意愿决定，但最根本的决定因素还