植入大脑的单向传感器或反馈设备可用于治疗各种疾病，例如癫痫病和阿尔茨海默氏病，控制肢体假肢和骨骼外骨骼，接收来自
仿生眼的信号以及执行大脑本身的功能。
在过去的30年中，科学家一直在尝试创建一种模拟海马中发生的过程的设备，以恢复人们创建新记忆的能力-将数据从短期记忆转移到长期记忆。 在最近的工作中，来自美国几所大学的一个团队将解决记忆问题的结果提高了35-37％。
让我们讨论一下研究人员在该领域取得了多大的成就，以及我们将来应该从谁那里期待新的解决方案。
从电影“强尼助记”中拍摄脑植入物是科幻小说中的经典作品，可以在电影（“约翰尼·助记符”）和书籍（“飞地”）中找到。 通常在作家和编剧的幻想中，它们旨在替换和扩展内存，提高学习能力并获得对网络的访问权限。 在飞地中，可以在颅骨的端口中插入一个附加的处理器，从而使大脑的能力提高了很多倍。
在现实生活中，已经有大脑植入的例子。 在颅骨内部工作以获取信息的首批设备之一是
人工耳蜗，用于补偿
感觉神经性听力损失和
听力损失 ：在这种疾病中，由于声音接收设备的损坏而导致听力损失。 神经假体将来自外部麦克风的电脉冲转换为人类神经系统可以理解的信号。 该技术自1960年代开始使用。
来源眼部假肢根据类似的系统工作：内置在眼镜中的相机中的数据被传输到主设备，该主设备将图像转换成信号，传递到连接至视网膜或植入大脑的电极。 只要该区域中的所有设备都只允许您看到对象的轮廓，就不会谈论颜色。
帮助癫痫患者的一种方法是侵入性监测。 将电极植入患者的大脑中，这可以帮助医生确定癫痫发作的发作部位及其扩散。 这些参数的准确确定允许采取有效的手术措施来治疗患者。 药物应该影响大脑的另一个应该帮助患有阿尔茨海默氏病或抑郁症的人的领域是将药物直接注射到大脑中的
植入物 ，该研究小组正在由麻省理工学院研究。
在稀有疾病领域有实验。 最早的半机械人之一
尼尔·哈比森 （
Neil Harbisson）从小就因
无色症而从未见过花。 他开发了一种设备，可以“听到”颜色。
另一个有希望的领域是提高记忆力。 科学家们仍不完全了解人脑的工作原理，但是他们已经能够恢复其某些功能-设备从字面上模仿其行为，通过以正确的顺序刺激必要的区域来重建接收到的电信号。
25多年来，南加州大学的西奥多·伯格（Theodore Berger）一直在寻找一种使用可植入大脑的设备改善人类记忆的方法。 在2000年代初期，一群科学家在他的领导下为实验性啮齿动物创造了首批
海马假体之一。 大脑的这一区域负责将短期记忆转换为长期记忆。 痴呆最常见的症状-阿尔茨海默氏病-包括短期记忆障碍，该疾病的早期症状之一是大脑这一部分的体积减少。
在2010年，Berger在大鼠身上进行了一系列
实验 ，这些大鼠的植入电极捕获了海马的CA3和CA1区。 啮齿动物解决了问题，将它们放在一个房间里，墙上有两个杠杆。 首先，您必须按下操纵杆，然后他缩回墙壁一定时间，然后老鼠选择出现的两个操纵杆之一。 为了取水，啮齿动物必须按下相反的启动杆，如果他按下了相同的启动杆，则该受试者会因关灯而受到惩罚。 解决问题的时间从5秒逐渐增加到60秒。 这时的电极在按下操纵杆时会记录神经元的信号。
记录的“代码”使我们能够创建刺激模型来改善此任务的性能。 在图像左下角的图形上，使用此模型在脑部刺激过程中获得的结果标记为橙色，而在实验前期记录的控制结果标记为蓝色。 在这种情况下，刺激不是在猜测杠杆的时候进行的，而是在第一次与之交互的时候进行的-即用于记忆。
添加人工信号（Theodore W.Berger，Robert E.Hampson，Dong Song，Anushka Goonawardena，Vasilis Z.Marmarelis，Sam A.Deadwyler，2011年）在2011年，Berger团队
展示了使用大鼠大脑中的传感器启用和禁用动物记忆
的能力。 啮齿动物使用药物阻止了建立长期记忆的能力-他们阻止了CA3区域的工作，然后使用电极将其恢复。 重建神经元活动的人工信号改善了正确反应的百分比。
用人工信号代替自然的海马信号（西奥多·W·伯杰，罗伯特·汉普森，董松，阿努什卡·古纳瓦德纳，瓦西里斯·马尔马里利斯，萨姆·戴德威勒，2011年）2017年，针对在大脑中植入电极的人开始进行实验。 二十名志愿者完成了背诵的任务。 首先，植入物记录神经信号，然后“帮助”该人记住由于大脑刺激而完成的任务的答案。 然后，短期记忆提高了15％。
2018年3月28日
发布的一项新研究将这一数字提高到35-37％。 自2014年以来，DARPA机构一直对记忆恢复问题感兴趣：它为这项研究提供了资金，还为在大脑中创建可植入反馈的传感器领域的研究工作提供了资助。
对于一项新的研究，来自威克森林浸信会医学中心和南加州大学的一组科学家招募了八名患有癫痫病的患者，他们参与了诊断性脑图绘制程序。 电极安装在参与者大脑的不同部位。 这项研究针对的是
情节记忆 ，其中包含短时间内有用的信息-正是这种情况导致阿尔茨海默氏病，中风和头部受伤的人出现了主要问题。
监测和复制海马神经活动的电极系统在一项测试中，患者在彩色几何形状上执行任务，而传感器记录海马中神经元的活动。 查看给定的数字后，他们必须从四个或五个选项中进行选择。 以正确的顺序刺激大脑可以使解决此类问题的效率提高37％。 第二项测试是在照片显示一个小时后猜测它们。 这次，刺激使性能提高了35％。
在图像的左上方标记为“实际”的是海马区CA3和CA1之间记录的神经元信号，这就是参与者查看给定图像时传感器的追踪情况。科学家们分析了正确答案后的记录，并使用反馈来重新创建它们。
来源“我们证明了我们可以进入患者的记忆，记录信号并将其传输回去。 即使在人类记忆力受损的情况下，也有可能识别出神经信号的模式，并从错误的信号中分离出正确的模式。 然后，我们可以帮助患者的大脑形成新的记忆-不是取代记忆功能本身，而是增强记忆功能。 现在，我们正在尝试确定有多少可能性可以改善记忆功能，但是将来，我们希望能帮助人们记录特定的记忆-例如，他们住的地方，孙子在记忆停止工作后的样子，”生理学教授罗伯特·汉普森（Robert Hampson）说，药理学和神经病学Wake Forest Baptist医学中心，该研究的作者之一。
KerNEL初创公司正在
致力于 Berger技术
的商业化。 公司创始人布莱恩·约翰逊（Brian Johnson）不仅希望开始销售记忆恢复设备，而且还希望制造出新的植入物来提高人们的注意力和创造力，也就是说，不仅限于医疗用途。 在这种情况下，设备有机会摆脱对医疗设备的所有要求，并与健身手镯站在一起。
约翰逊在2013年以8亿美元的价格出售了PayPal，为该项目赚了钱。 与该项目相关的另一个人Ilon Musk在2016年
注册了 Neuralink，并雇用了与大脑研究相关的人。 在短期内，马斯克希望生产用于治疗各种脑部疾病的设备，但在未来，像约翰逊一样，他希望改善人们的生活。 包括-给他们心灵感应的能力。 2018年3月，Mask公司
获得了在旧金山进行动物实验的许可。 Neurlalink继续在团队中寻找专家-
该站点包含机器人，微电子，软件开发人员等领域的工程师
职位空缺 。 主要要求之一是克服大挑战的愿望。
在过去的两年中，DARPA一直致力于创建可植入的神经接口，以获得
“前所未有的信号分辨率和带宽，以在人脑和电子系统之间传输信息 。
” 弹性电极的例子很有趣，例如由瑞典林雪平大学的科学家开发的
设备 ：在此基础上，瑞典隆德大学的研究人员开发了一种
解决方案 ，可以实时存储和处理超过100万个神经元的数据，并以25的速度提供反馈毫秒。
硬件和处理解决方案的进一步发展将使我们能够将部分大脑研究转移到软件领域。 为了提高效率，必须对神经计算机系统的所有元素进行标准化。 但是现在，这是科幻小说。