El pionero de la interfaz visual cerebro-computadora es William Dobell. Su interfaz visual cortical cerebro-computadora se utiliza principalmente en pacientes con ceguera adquirida. Durante 1978, Dobell implantó una serie de 68 electrodos en la corteza visual de un hombre ciego llamado Jerry y produjo fosfenos con éxito. Los sistemas de interfaz cerebro-computadora incluyen cámaras, equipos de procesamiento de señales y electrodos de estimulación cortical accionados. Después de la implantación, los pacientes pueden ver imágenes de matriz de puntos moduladas en escala de grises, de baja resolución y baja frecuencia de actualización, dentro de un campo de visión limitado. Los sistemas de prótesis de visión son portátiles y los pacientes pueden utilizarlos de forma independiente sin la ayuda de médicos y técnicos.
En 2002, Jens Naumann se convirtió en el primero de 65.438.06 pacientes en recibir la prótesis visual cortical de segunda generación de Dobel. Las prótesis visuales corticales de segunda generación presentan un mejor mapeo de las ilusiones ópticas en el campo visual, creando una visión más estable y uniforme. Su matriz de puntos de ilusión óptica cubre un campo de visión más amplio. Poco después de recibir el implante, Jens pudo conducir solo lentamente por el centro de investigación.
Philip Kennedy y Roy Bakay, de la Universidad de Emory, son los primeros en implantar una interfaz cerebral invasiva que permite señales neuronales de alta calidad para simular el movimiento. Su paciente, Johnny Ray, tenía un síndrome de enclaustramiento causado por un derrame cerebral. Ray fue implantado en 1998 y sobrevivió el tiempo suficiente para aprender a utilizar este BCI para controlar el cursor de una computadora.
En 2005, Cyberkinetics recibió la aprobación de la FDA de EE. UU. y llevó a cabo un ensayo clínico de fase I de la interfaz cerebro-computadora de la corteza motora en nueve pacientes. Matt Nagle, un tetrapléjico, se ha convertido en el primer paciente en utilizar una interfaz invasiva cerebro-computadora para controlar un brazo robótico. Puede controlar un brazo robótico y un cursor de computadora a través de sus intenciones de movimiento. Sus implantes se ubican en zonas de la corteza motora correspondientes a la circunvolución precentral del brazo y la mano. El implante, llamado BrainGate, es un conjunto de 96 electrodos.
Una porción de una interfaz invasiva cerebro-computadora generalmente se implanta en la cavidad craneal, pero se encuentra fuera de la materia gris. Su resolución espacial no es tan buena como la de las interfaces invasivas cerebro-computadora, pero es peor que las no invasivas. Otro beneficio es que es menos probable que provoque reacciones inmunes y callos.
Base técnica de la ECoG: la electroencefalografía electrocortical (ECoG) es similar a la electroencefalografía, pero sus electrodos se implantan directamente en la corteza cerebral y la zona subdural. Eric Leuthard y Daniel Moran de la Universidad de Washington (St. Louis) fueron los primeros investigadores en probar electroencefalogramas de la corteza cerebral humana. Según un informe, su interfaz cerebro-cerebro basada en electroencefalografía cortical permitió a un paciente joven jugar videojuegos. Al mismo tiempo, el estudio también encontró que es difícil para las interfaces cerebro-computadora basadas en EEG cortical lograr el control del movimiento en más de una dimensión.
La interfaz cerebro-computadora basada en imágenes de respuesta a la luz aún se encuentra en la etapa teórica. El concepto es implantar un pequeño sensor en la cavidad craneal que pueda medir el estado de excitación de neuronas individuales y una pequeña fuente láser impulsada por él. El estado de la neurona puede codificarse mediante cambios en la longitud de onda o el patrón temporal de la fuente láser, y las señales pueden enviarse fuera de la cavidad craneal. La ventaja de este concepto es que el estado de excitabilidad de las neuronas individuales se puede controlar durante largos períodos de tiempo con una baja probabilidad de infección, respuestas inmunes y reacciones de callos. Se ha estudiado intensamente como una posible interfaz cerebro-computadora no invasiva, principalmente debido a su buena resolución temporal, facilidad de uso, portabilidad y precio relativamente bajo. Pero un problema con esta tecnología es su sensibilidad al ruido, y otro obstáculo práctico para utilizar el EEG como interfaz cerebro-computadora es la cantidad de entrenamiento que deben realizar los usuarios antes de poder trabajar. Un excelente ejemplo de esta investigación es el proyecto realizado en la década de 1990 por Niels Bierbomer en la Universidad de Tübingen en Alemania. Este proyecto utiliza señales eléctricas cerebrales de pacientes paralizados para controlar el cursor de una computadora.
Después del entrenamiento, 10 pacientes paralizados pudieron controlar con éxito un cursor mediante EEG. Sin embargo, el control del cursor es menos eficiente. Se necesita una hora para escribir 100 caracteres en la pantalla y el proceso de formación suele tardar varios meses. En la investigación de seguimiento de Birbaumer, se pudieron medir simultáneamente múltiples componentes del EEG, incluidas las ondas μ y beta. Los pacientes pueden elegir sus propios ingredientes para controlar el exterior.
A diferencia de las interfaces cerebro-computadora que requieren entrenamiento, las interfaces cerebro-computadora basadas en señales EEG P300 no requieren entrenamiento, porque las señales P300 se generan involuntariamente cuando las personas ven objetos familiares. Un estudio realizado en 2000 por Jessica Bayliss de la Universidad de Rochester en Estados Unidos demostró que los sujetos pueden controlar algunos objetos en una escena de realidad virtual a través de señales P300, como encender y apagar luces u operar un automóvil virtual.
De 65438 a 0999, un equipo de investigación dirigido por Hunter Peckham de la Universidad Case Western en Estados Unidos utilizó electroencefalografía de 64 derivaciones para restaurar ciertos movimientos de la mano del paciente tetrapléjico Jim Jatich. La tecnología analiza las ondas beta en las señales eléctricas del cerebro para clasificar lo que el paciente cree que son conceptos superiores e inferiores, y luego controla un interruptor externo. Además, la tecnología permite a los pacientes controlar el cursor de una computadora y los controladores neuronales que mueven sus manos, restaurando así cierto grado de función motora.
Utilizando redes neuronales artificiales, los ordenadores pueden compartir la carga de aprendizaje de los pacientes. El Instituto Fraunhofer utilizó esta tecnología en 2004 para reducir significativamente el tiempo necesario para la formación y el aprendizaje de la interfaz cerebro-computadora.
Una serie de experimentos de Eduardo Miranda tienen como objetivo extraer señales eléctricas cerebrales relacionadas con la música, permitiendo a los pacientes discapacitados comunicarse con el mundo exterior pensando en la música. Este concepto se llama "máquina cerebral". John Donoghue y sus colegas fundaron la cibernética para avanzar en tecnologías prácticas de interfaz cerebro-computadora. La empresa pretende cotizar en el mercado de valores de EE. UU. con el nombre de Cybernetic Neurotechnologies, Inc. BrainGate es un conjunto de electrodos producido por la empresa, basado en el conjunto de electrodos "Utah" desarrollado por Richard Normann en la Universidad de Utah.
Philip Kennedy fundó Neural Signaling. El dispositivo de interfaz cerebro-computadora de la compañía utiliza una serie de microelectrodos recubiertos de proteínas contenidos en un cono de vidrio, diseñado para facilitar el acoplamiento entre electrodos y neuronas. Además de fabricar productos invasivos de interfaz cerebro-cerebro, la empresa también vende un implante que puede restaurar la función del habla.
En 2004, la empresa fundada por William Dobell había implantado prótesis visuales de corteza visual primaria en 16 pacientes ciegos. La compañía continúa desarrollando implantes visuales, pero estos productos hasta ahora no han sido aprobados por la FDA y, por lo tanto, no pueden usarse en humanos en los Estados Unidos.