Rozwój technologii związanych z informatyką, jest bardzo dynamiczny. Na rynku pojawia się coraz większa liczba urządzeń powiązanych z informatyką, które konstruowane są po to, aby ułatwić życie człowiekowi. Tak właśnie jest z interfejsami mózg-komputer, popularnie określanymi BCI (ang. Brain Computer Interface). Na przestrzeni lat rozwijano wiele interfejsów, które miały usprawnić komunikację pomiędzy: człowiekiem, a komputerem w domu, maszyną do zastosowań przemysłowych, czy robotem mobilnym. Powszechnie znane są interfejsy mechaniczne, takie jak: mysz i klawiatura. Mniej popularyzowane, ale także funkcjonujące to: interfejsy video, optyczne oraz mózgowe. Obecnie coraz częściej wykraczają one poza sferę nauki, testów laboratoryjnych i trafiają do życia codziennego.

Na całym świecie trwają obecnie badania nad technologią BCI. Najprawdopodobniej ta technologia w niedalekiej przyszłości, może być wokół nas tak blisko  jak aktualne metody sterowania-komunikacji, takie jak: panele dotykowe, analizatory mowy, czy też interfejsy mechaniczne.

Unia Europejska w roku 2013 przeznaczyła ponad 1 000 000 000 EURO na badania w ramach: Human Brain Project. 100 000 000 $ – tyle ma przeznaczyć USA na badania prowadzone od roku 2014 w projekcie: BRAIN Initiative. Naukowcy zajmujący się rozwijaniem neuroinformatyki uważają, że cechą charakterystyczną osób, które się w niej specjalizują, jest fakt że mogą oni być specjalistami w zawodzie potrzebnym w historii ludzkości jako ostatnim, dlatego że neuroinformatycy „współtworzą” ludzki mózg. Można więc sądzić, że obecnie mimo braku ofert pracy w tym zawodzie (bądź też znikomo małej ich liczby), w przyszłości sytuacja ta może ulec diametralnej zmianie.

Nasz mózg, który w technologii BCI oraz rozwoju neuronauk odgrywa kluczowe znaczenie, jak nam powszechnie wiadomo, już od naszych narodzin implikuje wiele „problemów”, między innymi podczas porodu zamknięty w naszej głowie, stwarza zagrożenie dla naszych mam oraz nas samych, ponieważ z trudem przeciska się kanałem rodnym. Gdy dorastamy i stajemy się dorośli pochłania bardzo duże ilości energii. Jest także bardzo czuły na wysokie temperatury.

Niemniej jednak to dzięki niemu w dobie obecnych superkomputerów jesteśmy nadal najbardziej inteligentnymi jednostkami na ziemi. Wielu z nas zadaje sobie pytanie w jaki sposób człowiek, jest w stanie zapamiętywać informację. Prof. Grzegorz Wilczyński z Instytutu Biologii Doświadczalnej PAN w Warszawie uważa, że według obecnego stanu wiedzy cała informacja, jaką przechowuje nasz mózg, jest zawarta pomiędzy korelującymi ze sobą neuronami.

Nieustanny rozwój badań nad mózgiem, odkrywa coraz to nowsze fakty o nim. Jak wynika z najnowszych badań, neurony to nie jedyne komórki jakie znajdują się w naszym mózgu. Oprócz nich współpracuje w nim wiele innych komórek zwanych komórkami glejowymi. Wpływają one na działanie synaps i również się pomiędzy sobą komunikują.

Umysł człowieka od wielu lat jest przedmiotem badań wielu instytutów badawczych na świecie. Jego zadziwiająca istota działania spowodowała powstanie nauki zwanej CS (ang. Cognitive Science), czyli kognitywistyki. W roku 1976 zaczęto wydawać kwartalnik Cognitive Science. Program badaczy kognitywistyki został przedstawiony w tym samym roku przez Allena Newella oraz Herberta Simona w artykule pod tytułem: Informatyka jako badania empiryczne. W 1979 roku powstało towarzystwo naukowe Cognitive Science Society, z siedzibą na Uniwersytecie w Michigan. Liczące obecnie ponad 1000 członków zwyczajnych oraz wielu członków afiliowanych i studentów. Kognitywistyka ma niewątpliwie charakter multidyscyplinarny, ze względu na zakres przedmiotowy, w jakim występuje. Mamy w tym przypadku do czynienia z wiedzą z zakresu: fizyki, logiki, sztucznej inteligencji, neurobiologii, filozofii, a także psychologii. Szczególnie istotna w przypadku tej dziedziny jest kwestia umiejętności reprezentacji wiedzy, percepcji oraz podejmowania decyzji.

Podczas budowy tanich i prostych interfejsów mózg-komputer opartych na metodzie nieinwazyjnej konieczne jest użycie elektroencefalografu, który jest urządzeniem służącym do rejestracji zespołu słabych sygnałów elektrycznych z różnych punktów głowy za pomocą umieszczonych na skórze elektrod. Metoda pomiaru aktywności elektrycznej mózgu za pomocą urządzenia, jakim jest elektroencefalograf rozwinęła się w latach powojennych. Twórcą pierwszego wielokanałowego aparatu EEG, który archiwizował sygnał elektroencefalograficzny za pomocą pisaków atramentowych jest Jan Fredrich Tonnies. Urządzenie zostało opracowane w 1932 roku. Natomiast za odkrywce elektroencefalografu wykorzystywanego do badań na ludziach uważa się niemieckiego lekarza Hansa Bergera, który określany jest mianem ojca elektroencefalografii. Obecnie badanie EEG wykorzystywane jest najczęściej przez neurologów do różnicowania czynnościowych i organicznych schorzeń mózgu, badania zaburzeń snu, bólu głowy i zawrotów głowy oraz monitorowania czynności mózgu podczas operacji serca. Badanie EEG umożliwia uzyskanie wysokiej rozdzielczości czasowej.

Interfejsy mózg-komputer umożliwiają bezpośrednie sterowanie różnymi aplikacjami zainstalowanymi na stacji roboczej za pomocą mózgu. Technologia BCI jest zagadnieniem interdyscyplinarnym, łączącym nauki takie jak: inżynieria biomedyczna, medycyna, analiza sygnałów, elektronika oraz informatyka. Interfejsy BCI tworzone są głównie z myślą o pomocy osobom niepełnosprawnym oraz pacjentom w ciężkich stadiach chorób takich jak: stwardnienie rozsiane, udar mózgu, stwardnienie zanikowe boczne, czy zespół Guillain-Barre’a. Nie jest to jednak jedyne zastosowanie tego typu interfejsów. Znajdują one także implementacje w wojskowości oraz w przemyśle rozrywkowo-multimedialnym. Firmy Emotiv System Inc. i NeuroSky wdrażają wyżej wymienione interfejsy do gier komputerowych. Występują dwa podstawowe rodzaje interfejsów mózg-komputer ze względu na sposób odbioru informacji z ludzkiego mózgu:

• interfejsy oparte o metodę inwazyjną polegają na implementacji elektrod pomiarowych bezpośrednio w mózgu osoby badanej;
• interfejsy oparte o metodę nieinwazyjną są częściej wykorzystywane, ze względu na brak ingerencji w strukturę człowieka.
• BCI oparte na badaniu elektroencefalograficznym charakteryzuje się niestety dużą złożonością sygnału EEG, wynikającą z zakłóceń jakie występują w tego typu sygnale. Wiąże się to z faktem, że rozwiązanie nieinwazyjne oparte jest o odczyt sygnału z powierzchni skóry czaszki. Systemy Brain Computer Interface mogą opierać się na jednym z trzech paradygmatów:

1. SCP – wolne potencjały korowe, charakteryzuje się wolną komunikacją;
2. P300 – potencjały wywołane, wykorzystuje się do konstrukcji synchronicznych BCI;
3. ERD/ERS – desynchronizacja/synchronizacja związana z bodźcem. Zjawisko polega na zmianie amplitudy oscylacji występującej w niektórych pasmach w czasie planowania ruchu.

Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki Politechniki Opolskiej od kliku lat zajmuje się badaniami w zakresie technologii BCI. Zapoczątkował je prof. dr hab. inż. Dariusz Zmarzły. Obecnie uczelnia dysponuje kilkoma urządzeniami pracującymi w oparciu o technologię BCI. Są to urządzenia własnej konstrukcji oraz firm Emotiv Inc. oraz NeuroSky. Używamy więc sprzętu, który obecny jest w laboratoriach badawczych wielu prestiżowych uczelni na świecie. Studenci pierwszego roku kierunku Informatyka studiów stacjonarnych na jednym z wykładów mogli na własnej skórze przekonać się, jak działa technologia interfejsów mózg-komputer. Wpływali na przebieg filmu, tylko i wyłącznie poprzez trening pracy własnego mózgu.