ain-Computer Interfacing:An Introduction 
“科學(xué)家演示了思維控制的機(jī)器人”(PC雜志，2012年7月9日) 
“仿生視覺(jué)：令人驚嘆的全新眼睛芯片幫助兩個(gè)英國(guó)盲人重見(jiàn)光明”（Mirror,2012年5月3日） 
“癱瘓者用他們的意識(shí)控制機(jī)器人”（New York Times,2012年5月16日） 
“史蒂芬·霍金試用了能夠解讀他意識(shí)的設(shè)備”（New Scientist,2012年7月12日） 
這些來(lái)自于2012年短短幾周中的頭條新聞?wù)f明了媒體和公眾對(duì)腦機(jī)交互的思想越來(lái)越關(guān)注。這些新聞中尚未闡述清楚的問(wèn)題是：（a）當(dāng)前的腦機(jī)接口（brain-computer interface,BCI）能夠或不能夠完成什么（BCI有時(shí)稱(chēng)為BMI，即brain-machine interface）？(b)在神經(jīng)科學(xué)和計(jì)算科學(xué)中何種技術(shù)進(jìn)步能夠使這些BCI實(shí)現(xiàn)?(c)有哪些可用的BCI類(lèi)型？（d）這些BCI有什么應(yīng)用領(lǐng)域，又會(huì)帶來(lái)哪些倫理上的問(wèn)題？本書(shū)旨在回答這些問(wèn)題，并為讀者提供BCI及BCI技術(shù)的系統(tǒng)性知識(shí)。 
內(nèi)容概要　　本書(shū)對(duì)腦機(jī)接口領(lǐng)域進(jìn)行了介紹（這個(gè)領(lǐng)域也被稱(chēng)作BMI、神經(jīng)接口、神經(jīng)修復(fù)、神經(jīng)工程）。在過(guò)去幾年里，這個(gè)領(lǐng)域中已經(jīng)出版了一些極其有用的書(shū)籍（Dornhege等人，2007；Tan & Nijholt,2010;Graimann等人2011;Wolpaw &Wolpaw,2012）。當(dāng)下，為那些在工程學(xué)或神經(jīng)科學(xué)方面沒(méi)有深厚基礎(chǔ)的讀者出版一本入門(mén)級(jí)教材的需求日益增加。本書(shū)旨在滿足這一需求。本書(shū)可以作為高年級(jí)本科生和一年級(jí)研究生學(xué)習(xí)腦機(jī)接口及神經(jīng)工程學(xué)的教材，還可以作為自學(xué)教材，或作為研究者、應(yīng)用者和那些有興趣加入這個(gè)領(lǐng)域的讀者的參考書(shū)。 
本書(shū)先為讀者介紹神經(jīng)科學(xué)的基本思想、概念和技術(shù)，大腦信號(hào)的記錄和刺激技術(shù)，信號(hào)處理和機(jī)器學(xué)習(xí)，然后介紹BCI的主要類(lèi)型及應(yīng)用。每章后面的問(wèn)題和習(xí)題讓讀者能回顧前面的知識(shí)并檢測(cè)自己對(duì)本章要點(diǎn)的理解。一些習(xí)題（帶有標(biāo)記）讓讀者可以根據(jù)研究刊物及網(wǎng)上獲取的新信息探索本書(shū)沒(méi)有涉及的內(nèi)容。 
本書(shū)章節(jié)構(gòu)成如下：第1章到第5章給出了在神經(jīng)科學(xué)和量化技術(shù)方面必要的基礎(chǔ)知識(shí)，以便讀者理解構(gòu)造BCI所使用的術(shù)語(yǔ)和方法。在第6章中，通過(guò)學(xué)習(xí)BCI的基本構(gòu)成，我們開(kāi)始了進(jìn)入BCI世界的旅途。本書(shū)的下一部分根據(jù)使用的信號(hào)采集技術(shù)，為讀者介紹BCI的三個(gè)主要類(lèi)型。第7章描述了侵入式的BCI，這類(lèi)BCI需要使用植入到大腦內(nèi)的設(shè)備。第8章描述了半侵入式BCI，這類(lèi)BCI是基于神經(jīng)信號(hào)的設(shè)備或安置在大腦表面的設(shè)備。第9章介紹了非侵入式BCI，比如采用在頭皮上記錄的電信號(hào)（EEG）。第10章介紹了通過(guò)刺激大腦來(lái)恢復(fù)失去的感覺(jué)或運(yùn)動(dòng)功能的BCI。第11章介紹了通用的BCI，即可以記錄腦電和刺激大腦的BCI。對(duì)每一種類(lèi)型，本書(shū)都舉例說(shuō)明了其經(jīng)典實(shí)驗(yàn)以及當(dāng)前新的技術(shù)（到2013年為止）。第12章介紹了BCI的一些主要應(yīng)用。第13章介紹了與BCI技術(shù)的發(fā)展和使用相關(guān)的倫理問(wèn)題。第14章為總結(jié)篇，該章對(duì)當(dāng)前BCI的局限做了小結(jié)，并展望了這一領(lǐng)域的發(fā)展前景。本書(shū)還包括一個(gè)附錄，給出了BCI所涉及的線性代數(shù)和概率論中的基本數(shù)學(xué)知識(shí)。 
網(wǎng)址　　本書(shū)的網(wǎng)址是bci.cs.washington.edu。 
由于BCI領(lǐng)域發(fā)展迅速，因此該網(wǎng)站會(huì)定期更新與BCI研究相關(guān)的有用鏈接。 
由于作者水平有限，書(shū)中難免會(huì)有缺漏和錯(cuò)誤，懇請(qǐng)廣大讀者指正，發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤將刊登在本書(shū)網(wǎng)站的勘誤表上。 
封面圖像　　原書(shū)封面是一個(gè)使用基于皮質(zhì)腦電的BCI控制光標(biāo)的人腦圖像(見(jiàn)8.1節(jié))。大腦中明亮的紅色區(qū)域顯示，當(dāng)受試者通過(guò)想象手的運(yùn)動(dòng)來(lái)控制光標(biāo)移至電腦屏幕上的目標(biāo)區(qū)域時(shí)，運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)的手部區(qū)域活動(dòng)會(huì)增強(qiáng)。這幅圖像由Jeremiah Wander制作,他是華盛頓大學(xué)生物醫(yī)學(xué)的研究生，也是該大學(xué)網(wǎng)絡(luò)和神經(jīng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的成員。 
致謝　　我要感謝來(lái)自劍橋大學(xué)出版社的Lauren Cowles，盡管多次錯(cuò)過(guò)截稿日期，她還是一如既往地對(duì)本書(shū)寫(xiě)作給予鼓勵(lì)和支持。也要感謝華盛頓大學(xué)的感覺(jué)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)工程（CSNE）和BCI小組,尤其是我的合作者Jeffrey Ojemann、Reinhold Scherer(現(xiàn)在在TU Graz)、Felix Darvas、Eb Fetz和Chet Moritz，他們?yōu)楸緯?shū)寫(xiě)作給予了大量指導(dǎo)，并進(jìn)行了很多次有價(jià)值的討論。神經(jīng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生是BCI研究永不枯竭的靈感和新觀點(diǎn)的源泉。他們讓我樂(lè)此不疲，感謝以下學(xué)生：Christian Bell、Tim Blakely、Matt Bryan、Rawichote Chalodhorn、Willy Cheung、Mike Chung、Beau Crawford、Abe Friesen、David Grimes、Yanping Huang、Kendall Lowrey、Stefan Martin、Kai Miller、Dev Sarma、Pradeep Shenoy、Aaron Shon、Melissa Smith、Sam Sudar、Deepak Verma和Jeremiah Wander。Pradeep是我早期教授的一門(mén)BCI課程的助教，協(xié)助我組織了該課程的結(jié)構(gòu)，這是本書(shū)的基礎(chǔ)。Sam是后來(lái)的一個(gè)助教，他對(duì)課程材料給予了有價(jià)值的建議。Kai幫助建立了與從事BCI研究的醫(yī)學(xué)院的早期合作，他也在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)啟基于皮質(zhì)腦電的BCI研究上起了重要作用。 
很多基金資助機(jī)構(gòu)支持我的研究及本書(shū)的寫(xiě)作，包括美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）、帕卡德基金會(huì)、美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）、美國(guó)海軍研究所（ONR）認(rèn)知科學(xué)項(xiàng)目、國(guó)家科學(xué)基金會(huì)下設(shè)的感覺(jué)神經(jīng)工程研究中心（CSNE）和陸軍研究辦公室(ARO)。衷心感謝他們的支持。本書(shū)的部分章節(jié)是在風(fēng)景優(yōu)美的Friday Harbor實(shí)驗(yàn)室的Whiteley寫(xiě)作中心完成的，該中心為我迫在眉睫的寫(xiě)作進(jìn)程提供了良好的環(huán)境。 
非常感謝我在印度Kendriya Vidyalaya Kanchanbagh（KVK）的老師們，在德克薩斯州安吉羅州立大學(xué)的教授們，在美國(guó)羅徹斯特大學(xué)的博導(dǎo)Dana Ballard，以及我在索爾克研究所的博士后導(dǎo)師Terry Sejnowski，他們對(duì)我以后的研究和教學(xué)生涯提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)和科學(xué)基礎(chǔ)。十分感謝我的父母，他們始終給予我支持，并在我小時(shí)候就用滿屋的書(shū)籍激發(fā)了我對(duì)科學(xué)的好奇心。對(duì)我的孩子Anika和Kavi，很抱歉在寫(xiě)作期間沒(méi)能給予他們應(yīng)有的關(guān)懷，但他們依然無(wú)條件地支持我。后，感謝妻子Anu給予我的靈感和堅(jiān)定不移的支持，這些都伴隨著我走過(guò)多年的寫(xiě)作時(shí)光。沒(méi)有她，這本書(shū)便不可能完成。