脑机接口（Brain-Machine Interface, BMI）是在脑与外部设备间建立一条直接通路的系统。被誉为人脑与外界沟通交流的“信息高速公路”。

一个脑机接口系统需要采集来自脑的活动信号，通过计算和解析，形成可以控制外部设备的指令，以帮助替代、修复、增强、补充或提升脑神经信号输出。因此，它改变了我们的脑与外部环境以及自身系统的实时交互。

在一个脑机接口系统当中，一般会包含负责输入的感受器（Sensor），负责信号处理和转换的解码器（Decoder），和负责输出的效应器（Actuator/Effector）。感受器用来读取与最终控制效应器相关的神经信号。

例如：一个全身瘫痪的患者想要控制外部的机械手，感受器就要采集来自大脑运动皮层与手、手指、手腕等相关的区域的神经活动信号。

目前常见的感受器既有直接采集神经电信号的，也有通过血氧水平间接推算神经元的活动状况的（例如功能性磁共振fMRI和功能性近红外光谱fNIRS）。从侵入程度来看，有不需要手术，在头皮外的非侵入式，植入大脑皮质外的半侵入式，也有植入皮质内侵入式。

在脑机智能中心，我们研究多种模式的脑信息采集和解析。不同感受器采集到的信号的时间、空间分辨率也不径相同，各有优势和不足。

感受器采集到神经信号以后，解码器会把神经信号进行分析处理，并转化为控制效应器的信号。

而效应器一般可以是外部设备（例如电脑光标、机械手、机械骨骼、轮椅、监控安防设备等）、肌肉刺激设备（例如肌肉功能性电激励FES等），或是神经调控设备（深部脑刺激DBS、脊髓神经刺激SCS、外周神经电刺激PNS等）。

脑机智能技术不仅可以帮助癫痫人群抑制癫痫发作，也可以加速中风、创伤性脑外伤患者的神经康复，帮助改善注意力缺陷多动障碍（ADHD）或重度抑郁的症状。