(以下內容部分摘錄自http://astamuse.com/ja/issue/detail/55)
大腦，自古以來被認為是維持生命活動之重要器官，但是大腦中有超過1000億個細胞及腦神經所構成的網絡結構，大腦的運作與人類的活動、思考及感情的關係長時間被披上一層神秘的面紗。
近年來隨著MRI等腦檢測之系統發展，工程、腦科學、機械還有電腦領域技術結合所開發出的裝置越來越多，日本經濟產業研究預估未來於腦機能相關疾病之市場於2035年將會到達10兆日圓。
目前針對腦機能相關疾病之治療方法除了利用藥物之外，另一種則是利用腦機介面之技術，藉由提供簡單之特定頻率之訊號至腦部改善運動障礙疾病等不協調動作。
腦機介面(Brain computer interface)
意即連接大腦及機器(例如:電腦)間的介面，由現今的發展來看，主要分成三個機構所組成，擷取腦波訊號、判讀訊號、訊號轉換，目前用於測量腦波訊號方法為Electrocorticography (ECoG)、Electroencephalography (EEG)兩種，其差別在於ECoG需要將頭蓋骨打開，採侵入式的方法，EEG則是於頭皮上量測腦波，採用非侵入方法，ECoG好處是可減少腦中組織液干擾，而EEG優點在於不需手術，成本較低，ECoG常被應用於協助癲癇病患定位大腦不規則活動之區域並藉由開刀切除，EEG則用於發現許多與認知功能相關之疾病，例如:自閉症、精神分裂等。而當偵測到腦波訊號後，該如何從複雜的訊號當中獲取所需的訊號，進而判斷人類的活動為目前腦機介面最具挑戰性的議題。
從大腦到電腦，若未來能辨識某一特徵腦波訊號所代表的意義，則只需將該腦波訊號轉換為指令控制電腦或機器，即可實現以意念控制之技術。但是目前所存在的問題為實際取得的訊號會因其他器官活動訊號而造成干擾(例如:眨眼等)，以及腦波訊號實際上十分複雜，並非能藉由單一特徵即可預測，尤其是情感、推理、冥想等腦部高階認知功能。
2025年腦科學於各產業之市場趨勢
資料來源: 株式会社NTTデータ経営研究所
2000-2015腦機介面相關專利申請趨勢
資料來源:WIPS
腦機介面由專利申請趨勢來看目前皆在成長階段，且主要申請人大多以學術研究單位為主，產業界則以神念科技、Sony等有公司有開發相關產品。目前以美國的申請量最多，而可以發現中國在近幾年也開始積極投入該領域。
相關產品(神念科技)
未來可能應用的領域
1.大腦機能障礙之修復
肌萎縮性脊髓側索硬化症(ALS)之患者，又稱漸凍人，病患脊髓、腦幹或大腦運動皮質區之運動神經元漸進性的退化，而引起全身肌肉萎縮和無力，而導致疾病末期的全身癱瘓、呼吸衰竭和死亡。目前ALS尚無能完全治癒的藥物。大阪大學針對患有該疾病之患者以低侵入式的腦機介面進行治療研究，未來患者只需以自己的意念即可操作機械手臂、滑鼠游標等，對於克服大腦機能障礙十分令人期待。
大腦機能障礙相關疾病
資料來源: 日本厚生労働省
2.大腦機能之強化
目前對大腦進行資料輸入及輸出的技術正持續研究發展中，該技術對大腦記憶力及情報處理能力的強化方法已被廣泛注目中。
相關研究包含利用生物回饋控制心跳、意念操作汽車、機器人等有關強化大腦機能之相關研究也持續在進行中。另一方面，腦機介面也逐漸朝向無線裝置發展，未來不需於長時間拘泥於某一地點即可量測大腦訊號。
若將腦機介面技術實用化，行動不便之患者只需利用意念即可操控輪椅、相隔兩地的人不需透過說話，利用意念即可交換訊息、將看到或想到的畫面利用意念即可列印出、利用意念即可使物品移動等這些從前於科幻電影上演的情節在未來都有可能發生。未來，腦機介面的發展需要跨領域的合作，結合科學家對於大腦運作原理的研究，工程師處理訊號，打造機器，隨著科技的發展，或許現在科幻電影中的場景在未來都可以實現。
(資料來源:astamuse, 日本厚生労働省, WIPS, 生物科學研發策進社群, 株式会社NTTデータ経営研究所)
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