推荐序3 人类的大脑，宇宙中最伟大的奥秘
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
首先感谢作者邀请我为这本书写序，因为这本书首先是一部资料翔实、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。得益于作者的专业、严谨和高超的叙事水平，这本书的英文稿非常细腻而流畅，让我十分畅快地读完了这本书。
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。
《脑机简史》这本书为你描绘了这样一个世界：人们通过思想与意念来操控计算机、驾驶汽车、与人交流，计算机键盘与液压方向盘只能在历史博物馆里才能见到；你的想法会被高效且完美地转化为纳米工具的细微操作或者尖端机器人的复杂动作；无须动手输入一个字，也无须动口说出一个词，你就可以在网上与世界上任何地方的任何人进行交谈；躺在客厅里足不出户，你便能够体验到触摸月球表面是什么感觉……
在这个世界里，你可以把无形的思想转化为有形的动作。这种惊人的能力不仅可以让普通人神通广大，也可以让残障人士获得新生——只需在大脑中植入一枚小小的芯片，便能够解析脑电波，进而操控丝绸般纤薄的可穿戴机器人。这种“外骨骼”既能像你的第二层皮肤一般柔软精致，又会拥有机械战甲一般的保护力。它可以支撑一个人的体重，可以让残障人士站立起来，迈开脚步，甚至再一次开始奔跑，让他们重新获得探索世界的自由和能力。
以上这些既不是奇迹，也不是魔法，一切都源于思想。这是不是很令人着迷？
确实如此。这样的世界、这样的奇观不再只出现在科幻作品中。它正在我们的眼前形成，就在此时此地。
这本书向你展示了近30年来人类在脑科学与神经科学领域的最新发现与革命性突破。这些突破将看似不可能的“脑机融合”变成了惊人的现实。全球范围内越来越多的研究人员已经认识到了脑机接口这项技术所具有的深远意义。2001年，世界一流科技期刊《麻省理工科技评论》（MIT Technology Review）将脑机接口称为将会改变世界的十大新兴技术之一。脑机接口在过去20年中获得了非凡的成就。我所在的美国杜克大学神经工程实验室以及世界各地的其他实验室在动物实验和初期的人类研究中已经证明，被试可以只通过大脑活动，在身体不做出任何动作的情况下，实时控制机器人手臂和腿的运动。并且，这种控制既可以是本地控制，也可以是远程控制。
这些实验成果是当代历史上最伟大、最激动人心的科技与医学突破之一。然而，在此之前很少有书讲述这个传奇般的科技故事，也很少有人系统地介绍这项技术自诞生至今所取得的一系列科学突破。现在，科学家已经能够利用大脑信号来控制机器了，但依然没有多少人了解这项技术的前沿和挑战，更遑论对由此可能导致的科技伦理与人类命运的思索与担忧。
因此，我很高兴看到这本书的出版。这本书从大众读者的视角出发，运用清晰的科学解释、现实的预测以及幽默的语言介绍了脑机接口领域的方方面面。书中探讨的惊人发现和科学壮举使我们可以进一步了解宇宙中最伟大的奥秘：人类的大脑。我们“内在的宇宙”没有形成星系，而是孕育出了生命的本质：意愿、梦想、记忆、爱、恨、欲望和痛苦。大脑就像一个宇宙，它所容纳的神经元细胞就像天上的恒星一样多。它是自我的基本结构，使我们每个人都具有独一无二的特点，但同时每个人又是如此相似。
我和本书作者结识于2019年的中国之行。那是我第一次造访这个古老而又现代的东方大国，中国充满历史底蕴的文化与领先全球的现代化水平举世瞩目，这里的科技实力与人文素养更是令我印象深刻。本书作者曾经是一名致力于科技与文化传播的记者，我们在提高公众对科技的认识、推动脑机接口的研究方面有着共同的志愿。我们希望脑机接口这项技术能够早日服务于中国大众。
随着这本书的讲述，我仿佛穿越时空，回到了过去20年中一个个让人难忘的时间节点上。
1998年，我和我的博士后导师约翰·查平（John Chapin）开始着手研究脑机接口。最初的实验是在猴子身上进行的，包括本书中详尽介绍的“马内实验”“月球行走”及三只猴子的“脑联网”等，当脑机接口在猴子身上的实验获得了令人惊喜的成功时，我们意识到，它的意义要远远超过我这30多年来一直在寻找的新的大脑研究方法。我们或许可以把这一发现转化成新的治疗手段，来帮助全世界2500多万因为严重的脊柱损伤而在痛苦中挣扎的人们。
2002年，我和查平就提出了利用脑机接口技术帮助残障人士再行走的想法。直到10年后，国际足联宣布由巴西主办2014年世界杯足球赛时，我意识到：机会来了！世界杯的开幕式万众瞩目，届时将有65 000余名现场球迷、超过10亿观众收看转播。如果能在这样一个场合展示脑机接口，让一名瘫痪的巴西年轻人在外骨骼的帮助下为世界杯开球，那将是多么激动人心的开场秀啊！
我向当时的巴西总统做了提议，出乎意料的是，总统先生很快答应了。为了筹备这次展示，我联系了世界各地的朋友，来自五大洲25个国家的156人把手头的事情暂时搁置了10个月，带着他们的团队、专利和技术来到巴西，帮助我们制作世界上第一个脑控下肢机械外骨骼。我们还招募了8名脊柱损伤患者，他们是从巴西一个包含了65 000余名患者的数据库里选出来的完全性脊髓损伤患者，有些已经瘫痪了十几年。
最后进行开场秀的是朱利亚诺·平托（Juliano Pinto）。当时，这个青年10年前因为一场严重的车祸造成脊柱T4以下截瘫。为了完成这次壮举，平托接受了长达半年的严苛训练。我还记得平托在巴西圣保罗体育馆做上场之前最后一次试踢时的场景。他所戴的头盔上蓝灯开始闪烁时，代表着外骨骼处于启动状态。之后，平托只需要摆好身体姿势，想象踢球的动作，就能把放在他面前的足球顺利踢出去。
2014年6月12日下午3点半，那个激动人心的时刻终于到来了。
有一件事平托事先不知道，我们给他准备了一个小惊喜：我们悄悄启动了一个安装在外骨骼足尖位置的传感器。巴西的孩子们可能在还没出生的时候就会用足尖大力触球，在球场上没有其他办法时，足尖射门是最后的进球手段。
接下来的一幕，就是你们在镜头前看到的那样。平托把球踢出去之后开始欢呼，我们冲上去拥抱他，整个球场甚至整个世界都因为这个开球而沸腾了！实际上，平托当时喊出的话并不是“我踢出去了！”“我做到了！”或者“我成功了！”，他喊的是：“我感觉到球了！我碰到球了！”
平托的大脑在经过训练以后，已经能够识别所有外骨骼上的传感器传输的信号，而来自足尖上的信号真正让他感受到了他所热爱的足球。对于10年来一直坐在轮椅上的人来说，这是人生中最美妙的一刻。
平托的故事没有结束，只是一个开始。几个月以后，我们把平托和其他7名患者重新带回实验室进行了神经测试。结果表明，平托的7节脊椎恢复了感知、活动和运动控制方面的功能。之前他只有头部以下和胸椎中部以上的部位有知觉，而现在他的身体知觉恢复到了髋关节的位置，也就是说，他恢复了7节脊椎的功能！这样的场景我见证了8次，可以说，那是我30多年科学生涯中的高光时刻。我从没想过可以走到这一步，但我们做到了。
回望过去种种，这是一条充满艰辛、痛苦但也有欢愉的科学探索之路。30多年的寻找、验证、思考、对比，我和我的导师、学生、合作者一再突破边界。关于未来，我们在畅想灵魂脱离肉体在星际间漫游，畅想跨越虚实分野与生死边界，唯有思想、情感与爱永存的时候，我们是否可以期待，更加激越的“大脑交响乐”将会在未来10年、20年激情澎湃地上演？
未来已来。
世界已经站在了卢比孔河的岸边，神经科学家也已踏上了渡河的征程。
我们已经进入一个全新的“脑机接口”时代。