Nasze mózgi składają się z wielu neuronów, pojedynczych komórek nerwowych połączonych w dendryty i aksony. A my jesteśmy tylko świadkami doskonałej symfonii, w której za każdym razem ten tajemniczy świat neuronów budzi się i kieruje swoją uwagę przez nieopisanie złożony świat wyborów, z którego mają szansę wyrwać się tylko te bodźce, które niosą w sobie największą energię. w świat ciemności i wyjść w świat jasnego wglądu, aby poczuć, jak coś nas porusza, gdy wracamy z nastawieniem lub radością do naszych wspomnień i nie śniąc, że wszystko to wydarzyło się dzięki aktywacji naszych neuronów za pomocą małych sygnałów elektrycznych przesyłanych z neuronów do neuronów, z prędkością około 250 m/h, przy czym te same sygnały są generowane z powodu różnic w potencjale elektrycznym jonów zawartych w błonach nerwowych. I choć szlaki tych sygnałów są uwięzione w osłonce mielinowej, niektóre z nich giną po drodze, dając naukowcom ogromną możliwość zarejestrowania, przeanalizowania, a następnie skierowania ich do urządzenia, które pozwala na zajście podobnego procesu w przeciwny kierunek. W przenośni oznacza to, że kiedy naukowcy zrozumieją, jakie komunikaty są wysyłane z nerwu wzrokowego do mózgu, gdy ktoś widzi czerwień, bez wątpienia będą w stanie wyposażyć aparat, który będzie wysyłał te same sygnały do mózgu za każdym razem, gdy aparat „ widzi” na czerwono, ostrzegając osobę niewidomą i pomagając jej widzieć bez użycia oczu . Należy zauważyć, że jednym z głównych wyzwań dla badaczy BCI jest zaprojektowanie samego interfejsu. Najłatwiejszą i najmniej inwazyjną metodą byłoby użycie zestawu elektrod, takich jak elektroencefalografy (EEG), które byłyby połączone w celu umożliwienia odczytu sygnałów mózgowych. Ponieważ czaszka blokuje większość sygnałów elektrycznych i zniekształca te, które jeszcze zdołają się przebić, aby uzyskać sygnał o lepszej rozdzielczości, konieczne jest wszczepienie elektrod bezpośrednio w istotę szarą, wewnątrz lub na jej powierzchni, pod czaszką, w celu zapewnienia najskuteczniejszego kierowanego odbioru sygnałów elektrycznych i dostępu do elektrod w określonym obszarze mózgu, z którego pochodzą. Takie podejście, choć pozornie obiecujące, wymaga inwazyjnej operacji wszczepienia elektrod, co jest bardzo niekorzystne, ponieważ urządzenia pozostające w mózgu przez długi czas najczęściej powodują uszkodzenie mózgu, które coraz bardziej blokuje sygnały, niezależnie od położenia elektrod, mierząc różnice w napięciu między neuronami. A gdy już sygnał zostanie odebrany, stosunkowo łatwo go wzmocnić i wyselekcjonować, a następnie poprzez interfejs mózg–komputer zostanie on zinterpretowany za pomocą odpowiednich programów komputerowych. Jeśli czujnik wysyła sygnał do mózgu za pośrednictwem interfejsu wejściowego komputer-mózg, zasadniczo dzieje się to samo, tylko w przeciwnym kierunku, tak że komputer przekształca sygnał z kamery wideo w napięcie, aby aktywować neurony. Sygnały są następnie kierowane w prawidłowy sposób do implantu umocowanego w odpowiedniej części mózgu i jeśli wszystko działa prawidłowo, neurony zapalają się, po czym uzyskuje się wizualny obraz obiektu, który odpowiada obrazowi z kamery . Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego nadaje się również do pomiaru aktywności mózgu, którego obrazy przedstawiające aktywność mózgu w wysokiej rozdzielczości można zastosować jako część stałego lub tymczasowego BCI w celu lepszego zdefiniowania niektórych funkcji mózgu lub mapowania miejsc. W związku z tym, jeśli badacze próbowaliby wszczepić elektrodę, która pozwoliłaby sterować robotem ramienia pacjenta za pomocą jego własnych myśli, musieliby najpierw zarejestrować taką rękę za pomocą rezonansu magnetycznego i określić, w jakim stopniu przypomina ona pacjentowi jego rzeczywiste ruchy rąk. Sam rezonans magnetyczny pokaże, która część mózgu jest aktywna podczas takich ruchów ręką, dając dokładniejszy obraz tego, gdzie powinna znajdować się elektroda . Przez lata ludzki mózg był postrzegany jako narząd statyczny. Od niedawna powszechnie wiadomo, że od najwcześniejszego dzieciństwa, wraz z naszym wzrostem i dojrzewaniem, nasz mózg zmienia się i kształtuje zgodnie z naszymi nowymi doświadczeniami, dlatego ostatnie badania wykazały, że taki proces, choć powolny, zachodzi nawet u starszych wieku, świadcząc o tym, że dzięki swojej plastyczności korowej mózg w niewiarygodny sposób dostosowuje się do nowych okoliczności przez całe życie. W ten sposób uczenie się czegoś nowego lub uczestnictwo w nowych zajęciach tworzy nowe połączenia między neuronami i zmniejsza występowanie problemów neurologicznych związanych ze starzeniem się. To fascynujące odkrycie, że jeśli dorosły dozna urazu mózgu, to automatycznie inne jego części przejmują funkcje uszkodzonej części, co oznacza, że nawet dorosły może nauczyć się obsługi interfejsu mózg-komputer, ponieważ mózg jest zawsze w stanie tworzyć nowe połączenia i dostosowywać się do nowych zastosowań neuronów. Dzięki temu dorosły pacjent może traktować wszczepioną część mózgu jako swoją naturalną część, co otwiera możliwość sterowania inteligentnymi maszynami własnymi myślami. To boski dar dla osób ze znacznym stopniem niepełnosprawności, ponieważ umożliwia im normalne funkcjonowanie. Dla osób z porażeniem czterokończynowym sterowanie kursorami komputera za pomocą poleceń mentalnych byłoby rewolucyjną poprawą jakości ich życia . Bez względu na to, jak imponujący może się wydawać taki postęp, o wiele trudniej jest zinterpretować sygnały mózgowe uruchamiające ruchy rąk u osoby, która nie może nią ruszać, ponieważ aby móc to zrobić samodzielnie, osoba musi być przeszkoleni w korzystaniu z tego rodzaju pomocy. Do tego niezbędna jest wizualizacja ruchu rąk przez pacjenta, aby ostatecznie po licznych eksperymentach oprogramowanie związane z robotyczną ręką mogło przezwyciężyć tę trudność i zinterpretować sygnały związane z myślami związanymi z ruchami rąk. Mówiąc najprościej, w momencie, gdy myśli badanego są kierowane na dany ruch ręki, do ręki robota wysyłane są sygnały, po czym reaguje na nie zgodnie z wydaną instrukcją.