2022年4月25日，讲座嘉宾余山研究员因疫情原因未能到场，通过线上远程的形式为同学们开展了《脑机接口前沿与进展》讲座，他结合脑机接口的发展趋势与最新进展进行讲述，介绍了这一领域的基本科学问题、核心技术和未来应用，并探讨了领域目前面临的机遇与挑战。
余山老师是中国科学院自动化研究所研究员，博士生导师，模式识别国家重点实验室副主任，脑网络组北京市重点实验室副主任, 中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心骨干。余山老师于2000年, 2005年在中国科学技术大学分别获生物学学士与博士学位，2005年至2014年在德国马克斯普朗克脑研究所、美国国立精神卫生研究所进行博士后研究，随后于2014年9月加入中科院自动化研究所。他结合实验神经科学与计算建模方法，致力于理解大脑皮层信息处理的网络机制，研究脑启发的人工智能算法，并探索新型脑机接口及其应用。余山老师目前已在Nature Machine Intelligence, Journal of Neuroscience, Cerebral Cortex, Neural Networks，IEEE汇刊， CVPR等刊物和会议发表文章30余篇，现任中国认知科学学会监事，中国神经科学学会、自动化学会、图形图像学会专业委员。
讲座开始，余山老师重点讲授了脑机接口技术的意义，这项技术是人脑和外部世界之间建立直接的沟通桥梁，是研究脑、认识脑的有力工具，也是神经系统疾病诊疗的有效手段，同时脑机接口的研究有利于推动人工智能的发展，通过脑机融合形成新的智能形式。
余山老师接着介绍了脑机接口这一领域的基本科学问题，脑机接口技术本身涉及材料、信息、生物医学工程，神经科学等众多的科学与工程分支，是典型的高度交叉的研究方向，基于此，余山老师从多个学科领域内先展开了基本的叙述：
比如想要能够基本实现脑机接口技术的，必须从生物医学科学层面认识并了解大脑的多层网络结构、要从生理性活动以及信号处理层面认识脑电信号活动、要对生物的大脑有所认识。此外在实现大脑对于譬如一些机械臂、机械关节的直接控制乃至通过计算机输入信号来对大脑进行一些操作的过程中，需要知道从哪里、用什么方式、取得什么样的脑电信号以及如何传输回去，目前流行通过EEG传感器、大脑表面电极、侵入式微电极等工具获取各式各样的的脑电信号。随后是信号的解码与编码，目前已经可以通过模式识别、机器学习的手段对脑电信号进行破译与编码。
在脑机接口以及相关技术的应用层面，目前很多研究组已经有了很多尝试。譬如人们通过对脑科学的探索，对于大脑神经结构的认知，得知了大脑并不具有完全的痛觉神经，所以现在的一些脑外科手术采取了在手术中将患者唤醒的手段，通过电极刺激并与患者交流，确保手术过程中不会影响到患者的正常功能区。包括关于脑机接口的最初研究目的，可以实现通过大脑直接意念控制机械臂或者直接对大脑进行控制的研究，也有了一定成果。例如，一个研究组通过对黑猩猩大脑皮层植入电极来对黑猩猩进行训练，该黑猩猩成功学会了通过意念操控机械臂并夹取食物送到嘴边，期间研究人员多次随机改变投喂食物位置，实验皆获得了成功；另外一个例子源于最近一篇发表在《Nature》上的论文，研究人员成功通过脑机接口直接实现了机械臂绘制26个英文字母；此外还有已经发表的研究称，一位手臂不自主震颤的患者，通过外科手术将微电极埋入大脑皮层、施加相应的微电流来抑制异常的大脑活动，该患者借此恢复了手部正常握持物体的能力，可见脑控与控脑都一定程度上成为了现实。
脑机接口是当下的一个研究热点，近些年来多个顶刊中都收录了一些脑机接口相关的工作。作为一个多门学科交叉的研究内容，未来脑机接口会有多个研究热点，会有多项关键技术被突破，比如会有光、电、磁、化学信号的多模态的全方位大脑信号检测与编解码、会有高时空分辨率的无损检测技术；比如未来会有传感器、处理芯片与生物环境结合的一体化兼容系统；会有长期、稳定、高带宽、极低延迟的脑机互联手段；也许未来会有人脑智能与机器智能相互取长补短的智能融合系统。脑机接口目前仍具有极大的发展空间，未来仍会持续作为一个研究热点存在，余山老师十分鼓励感兴趣的同学们以此为自己的研究方向。
本场讲座中，同学们从脑机接口技术的具体概念、研究范畴、发展历史、前沿研究与应用都建立了具体的认识，为大家日后进行科研工作开拓了思路。最后，在同学们的热烈掌声中，余山老师结束了本次精彩的讲座。
