脑机接口研究致力于在人类大脑与外部设备之间建立起连接通路，架设起生物智能和人工智能之间的桥梁。认知科学建立了研究认知（Cognition）和智力（Intelligence）的基本概念和科学方法论，为脑机接口对大脑的工作状态及认知活动的解读提供了理论基础。
本书从认知科学理论、探索脑认知活动的技术手段、脑机接口的代表性技术及其前沿应用四个方面系统介绍脑机接口领域的最新研究成果。全书内容主要来源于创作组成员多年来在认知科学和脑机接口研究领域的知识积累，不少章节内容直接来自于作者在这些领域的最新科研成果。创作组成员都是国内认知科学与脑机接口领域的顶尖学者，对书中的技术论述力图做到深入浅出、通俗易懂、独立完整。
本书适用于具有一般大学理工科背景的读者，可作为科学技术人员了解认知科学和脑机接口研究领域的参考书，也可作为高等院校面向本科生或者研究生所开设的认知科学与脑机接口课程的教科书。

龚怡宏教授，IEEE Fellow，国家特聘专家，国家973项目首席科学家。我国早期公派留学生，于日本东京大学获得学士、硕士和博士学位后，在新加坡南洋理工大学任助理教授，美国卡内基梅隆大学任研究员。2012年加入西安交通大学。主要研究领域包括人工智能，计算机视觉，多媒体内容分析，受脑启发神经网络模型研究等；是学术界最早开展体育视频内容分析，基于图像内容的以图搜图检索以及图像稀疏编码特征等研究的国际知名学者，引领了国际上众多学者的研究。共出版英文专著2部，在国际知名学术期刊和会议上发表论文200余篇，谷歌学术引用28400多次，单篇最高引用3900多次，谷歌h-index为70。拥有美国和中国发明专利40余项。入选2020Al2000最具影响力TOP100学者榜单，带领团队多次获得国内外图像视频内容分析领域技术大赛的冠军。创建中国认知科学学会“认知与类脑计算专委会”，并担任首任专委会主任一职。

第一章 认知科学概论
1.1 认知科学与脑机接口
1.2 感觉和知觉
1.2.1 知觉：认知的涌现
1.2.2 听觉
1.2.3 嗅觉
1.2.4 味觉
1.2.5 触觉和本体感受
1.2.6 视觉
1.2.7 知觉开始的地方
1.2.8 感知觉功能缺失
1.2.9 多模态感知觉
1.3 视觉通路与物体再认
1.3.1 功能层级结构和功能模块化
1.3.2 视觉的多条通道
1.3.3 物体再认的模型
1.3.4 物体失认
1.3.5 读心（脑）术
1.4 注意和知觉组织
1.4.1 注意的概念
1.4.2 注意的类型
1.4.3 注意选择发生的阶段
1.4.4 注意选择的对象
1.4.5 注意网络和注意缺失
1.4.6 知觉组织的观点
1.5 学习与记忆
1.5.1 学习和记忆
1.5.2 感觉记忆和短时记忆
1.5.3 短时记忆和工作记忆
1.5.4 长时记忆
1.5.5 内侧颞叶记忆系统
1.5.6 长时记忆的动态特性
1.6 行为控制与脑机接口
1.6.1 行为与脑
1.6.2 行为控制
1.6.3 行为控制机制
1.6.4 脑机接口
1.6.5 基底神经节
1.6.6 新技能学习
参考文献
第二章 人脑连接组关联研究
2.1 千年话题——脑智关联
2.1.1 两种脑智关联的研究策略
2.1.2 脑智关联研究
2.2 全基因组关联研究
2.2.1 核心方法
2.2.2 GWAS研究数据的深入挖掘方法及在线工具介绍
2.3 全连接组关联研究
2.3.1 人脑连接组工程
2.3.2 功能连接和结构连接
2.3.3 人脑连接组关联的研究
2.4 人脑连接组的毕生发展研究
2.4.1 人脑功能连接组与发育
2.4.2 人脑功能连接组与老化
2.4.3 人脑功能连接组的毕生发展研究
2.5 人脑神经影像测量信效度
2.5.1 结构形态磁共振影像测量的信度
2.5.2 功能磁共振影像测量的信度
2.5.3 神经影像大数据与信度研究
2.5.4 信度研究面临的挑战和研究趋势
参考文献
第三章 脑认知成像技术
3.1 概述
3.2 磁共振成像技术
3.2.1 核磁共振现象
3.2.2 磁共振成像原理
3.2.3 功能磁共振成像
3.3 脑电与脑磁图
3.3.1 什么是脑电
3.3.2 基于脑电图的脑机接口系统组成
3.3.3 什么是脑磁图
3.3.4 脑磁图的工作原理
3.3.5 脑磁图在脑机接口领域的应用
3.3.6 基于原子磁力计的新型脑磁及脑机接口的未来
3.4 近红外脑成像技术
3.4.1 fNIRS成像原理
3.4.2 fNIRS成像装置
3.4.3 fNIRS成像应用
3.4.4 fNIRS在自然情境下高级认知神经科学研究中的运用
3.4.5 fNIRS在发展认知神经科学研究中的运用
3.4.6 fNIRS在精神病学和神经病学
研究中的应用
3.4.7 fNIRS成像技术的优势和不足
3.5 非侵入式脑刺激技术
3.5.1 经颅磁刺激
3.5.2 经颅电刺激
3.5.3 小结
3.6 多模态成像技术融合
3.6.1 多模态融合的方式
3.6.2 多模态成像融合处理技术
3.6.3 M/EEG-fMRI融合技术
3.6.4 MRI-PET融合技术
3.6.5 多模态技术融合面临的挑战
参考文献
第四章 脑机接口技术概述
4.1 引言
4.2 脑机接口分类与组成
4.2.1 脑机接口系统分类
4.2.2 脑机接口的系统组成
4.3 有损BCI
4.3.1 有损BCI概述
4.3.2 有损BCI发展中的一些重要研究
4.3.3 人类感觉再造和新塑
4.4 无损BCI
4.4.1 无损脑机接口概述
4.4.2 基于EEG的BCI研究
4.4.3 基于fNIRS的BCI研究
4.4.4 其他无损BCI研究
4.5 脑机接口技术的发展趋势
4.5.1 脑机接口与其他信号
4.5.2 脑机接口与复杂状态
4.5.3 脑机接口与人工智能
4.5.4 人工神经网络与脑机混合智能
参考文献
第五章 大脑视觉认知编解码
5.1 大脑视觉认知编解码简介
5.2 fMRI影像分析与数据处理
5.2.1 fMRI神经影像分析
5.2.2 fMRI的大脑活动信号分析
5.3 大脑视觉神经活动编解码
5.3.1 基于fMRI编解码方法概述
5.3.2 图像的结构编码
5.3.3 图像的对象编码
5.3.4 图像解码
5.3.5 自然场景视频编解码
5.4 人工神经网络与大脑神经编解码
参考文献