ain-Computer Interfacing:An Introduction 
“科學家演示了思維控制的機器人”(PC雜志，2012年7月9日) 
“仿生視覺：令人驚嘆的全新眼睛芯片幫助兩個英國盲人重見光明”（Mirror,2012年5月3日） 
“癱瘓者用他們的意識控制機器人”（New York Times,2012年5月16日） 
“史蒂芬·霍金試用了能夠解讀他意識的設備”（New Scientist,2012年7月12日） 
這些來自于2012年短短幾周中的頭條新聞說明了媒體和公眾對腦機交互的思想越來越關(guān)注。這些新聞中尚未闡述清楚的問題是：（a）當前的腦機接口（brain-computer interface,BCI）能夠或不能夠完成什么（BCI有時稱為BMI，即brain-machine interface）？(b)在神經(jīng)科學和計算科學中何種技術(shù)進步能夠使這些BCI實現(xiàn)?(c)有哪些可用的BCI類型？（d）這些BCI有什么應用領域，又會帶來哪些倫理上的問題？本書旨在回答這些問題，并為讀者提供BCI及BCI技術(shù)的系統(tǒng)性知識。 
內(nèi)容概要　　本書對腦機接口領域進行了介紹（這個領域也被稱作BMI、神經(jīng)接口、神經(jīng)修復、神經(jīng)工程）。在過去幾年里，這個領域中已經(jīng)出版了一些極其有用的書籍（Dornhege等人，2007；Tan & Nijholt,2010;Graimann等人2011;Wolpaw &Wolpaw,2012）。當下，為那些在工程學或神經(jīng)科學方面沒有深厚基礎的讀者出版一本入門級教材的需求日益增加。本書旨在滿足這一需求。本書可以作為高年級本科生和一年級研究生學習腦機接口及神經(jīng)工程學的教材，還可以作為自學教材，或作為研究者、應用者和那些有興趣加入這個領域的讀者的參考書。 
本書先為讀者介紹神經(jīng)科學的基本思想、概念和技術(shù)，大腦信號的記錄和刺激技術(shù)，信號處理和機器學習，然后介紹BCI的主要類型及應用。每章后面的問題和習題讓讀者能回顧前面的知識并檢測自己對本章要點的理解。一些習題（帶有標記）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沒有涉及的內(nèi)容。 
本書章節(jié)構(gòu)成如下：第1章到第5章給出了在神經(jīng)科學和量化技術(shù)方面必要的基礎知識，以便讀者理解構(gòu)造BCI所使用的術(shù)語和方法。在第6章中，通過學習BCI的基本構(gòu)成，我們開始了進入BCI世界的旅途。本書的下一部分根據(jù)使用的信號采集技術(shù)，為讀者介紹BCI的三個主要類型。第7章描述了侵入式的BCI，這類BCI需要使用植入到大腦內(nèi)的設備。第8章描述了半侵入式BCI，這類BCI是基于神經(jīng)信號的設備或安置在大腦表面的設備。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（EEG）。第10章介紹了通過刺激大腦來恢復失去的感覺或運動功能的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。對每一種類型，本書都舉例說明了其經(jīng)典實驗以及當前新的技術(shù)（到2013年為止）。第12章介紹了BCI的一些主要應用。第13章介紹了與BCI技術(shù)的發(fā)展和使用相關(guān)的倫理問題。第14章為總結(jié)篇，該章對當前BCI的局限做了小結(jié)，并展望了這一領域的發(fā)展前景。本書還包括一個附錄，給出了BCI所涉及的線性代數(shù)和概率論中的基本數(shù)學知識。 
網(wǎng)址　　本書的網(wǎng)址是bci.cs.washington.edu。 
由于BCI領域發(fā)展迅速，因此該網(wǎng)站會定期更新與BCI研究相關(guān)的有用鏈接。 
由于作者水平有限，書中難免會有缺漏和錯誤，懇請廣大讀者指正，發(fā)現(xiàn)的錯誤將刊登在本書網(wǎng)站的勘誤表上。 
封面圖像　　原書封面是一個使用基于皮質(zhì)腦電的BCI控制光標的人腦圖像(見8.1節(jié))。大腦中明亮的紅色區(qū)域顯示，當受試者通過想象手的運動來控制光標移至電腦屏幕上的目標區(qū)域時，運動皮質(zhì)的手部區(qū)域活動會增強。這幅圖像由Jeremiah Wander制作,他是華盛頓大學生物醫(yī)學的研究生，也是該大學網(wǎng)絡和神經(jīng)系統(tǒng)實驗室的成員。 
致謝　　我要感謝來自劍橋大學出版社的Lauren Cowles，盡管多次錯過截稿日期，她還是一如既往地對本書寫作給予鼓勵和支持。也要感謝華盛頓大學的感覺運動神經(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)楸緯鴮懽鹘o予了大量指導，并進行了很多次有價值的討論。神經(jīng)系統(tǒng)實驗室的學生是BCI研究永不枯竭的靈感和新觀點的源泉。他們讓我樂此不疲，感謝以下學生：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)，這是本書的基礎。Sam是后來的一個助教，他對課程材料給予了有價值的建議。Kai幫助建立了與從事BCI研究的醫(yī)學院的早期合作，他也在實驗室開啟基于皮質(zhì)腦電的BCI研究上起了重要作用。 
很多基金資助機構(gòu)支持我的研究及本書的寫作，包括美國國家科學基金會（NSF）、帕卡德基金會、美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）、美國海軍研究所（ONR）認知科學項目、國家科學基金會下設的感覺神經(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。本書的部分章節(jié)是在風景優(yōu)美的Friday Harbor實驗室的Whiteley寫作中心完成的，該中心為我迫在眉睫的寫作進程提供了良好的環(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的教授們，在美國羅徹斯特大學的博導Dana Ballard，以及我在索爾克研究所的博士后導師Terry Sejnowski，他們對我以后的研究和教學生涯提供了堅實的數(shù)學和科學基礎。十分感謝我的父母，他們始終給予我支持，并在我小時候就用滿屋的書籍激發(fā)了我對科學的好奇心。對我的孩子Anika和Kavi，很抱歉在寫作期間沒能給予他們應有的關(guān)懷，但他們依然無條件地支持我。后，感謝妻子Anu給予我的靈感和堅定不移的支持，這些都伴隨著我走過多年的寫作時光。沒有她，這本書便不可能完成。