Interfaces cerebro-computadora (BCI) con una historia más larga en ciencia ficción (desde la década de 1950) y en investigación y modelos animales (desde la década de 1970) que los implantes prácticos para humanos (1990). Una interfaz cerebro-computadora conecta un cerebro humano directamente a una computadora, donde las señales neuronales se interpretan y utilizan para realizar tareas como manipular un mouse. De esta manera, un paciente paralizado puede navegar por la web o incluso mover una prótesis de brazo solo con su mente.
Las personas sanas pueden incluso usar interfaces cerebro-computadora no invasivas como otro tipo de dispositivo de entrada de computadora, como un mouse o un teclado, aunque esta tecnología aún no se ha comercializado. Las interfaces cerebro-computadora también pueden enviar información de regreso al cerebro, por ejemplo, usando electrodos para estimular la corteza visual para «ver» una escena tomada por una cámara de video externa, permitiendo a los pacientes ciegos volver a poseer la vista, aunque lejos de ser perfecta.
Se han utilizado con éxito varias tecnologías para obtener señales básicas del cerebro y llevarlas a una computadora. Estos se dividen en BCI invasivos, donde se implantan electrodos en la materia gris del cerebro; BCI parcialmente invasivas, implantadas dentro del cráneo pero descansando solo en la parte superior del cerebro; y BCI no invasivas, que involucran dispositivos de plástico que se deslizan sobre la cabeza como un gorro de ducha. En general, cuanto más invasiva es la BCI, más tejido cicatricial, posibles complicaciones y gastos, pero mayor resolución de entrada y salida.
A partir de los implantes en ratas a principios de los 90, se desarrollaron implantes cerebrales que permitían el control de manipuladores externos o cursores. Los monos fueron los siguientes en recibir los implantes, y la especie sigue siendo el objetivo de la investigación BCI más sofisticada en la actualidad. El gran hito para los humanos se produjo en 1998, cuando un paciente llamado Johnny Ray, que sufría un «síndrome de enclaustramiento» debido a un derrame cerebral que afectaba su tronco cerebral, recibió un implante y, después de varias semanas de entrenamiento, pudo usarlo para manipular un cursor y deletrear palabras. Esta fue una experiencia transformadora para el paciente: sin el implante, permanecería completamente incapaz de contactar con el mundo exterior, solo capaz de observar y reflexionar en silencio hasta la muerte. El BCI abrió un canal de comunicación y mejoró enormemente la calidad de vida del paciente.
En 2002, Jens Naumann, un hombre que quedó ciego en la edad adulta, se convirtió en el primero de los 16 pacientes que pagaban en recibir un implante de visión de William Dobelle, un pionero en el campo. En ese momento, la miniaturización de computadoras y cámaras de calidad hicieron posible instalar el implante sin necesidad de una conexión a un mainframe grande, como se había requerido para intentos anteriores en esta dirección. El implante solo ofrecía visión en blanco y negro a una velocidad de fotogramas relativamente lenta, pero fue suficiente para permitir que el paciente condujera lentamente un automóvil por el estacionamiento del instituto de investigación. Esta fue la primera verdadera comercialización de interfaces cerebro-computadora.
En 2005, el tetrapléjico Matt Nagle se convirtió en la primera persona en controlar una prótesis de brazo mediante un implante cerebral, desarrollado por la empresa Cyberkinetics Neurotechnology bajo el nombre de producto BrainGate. Cyberkinetics Neurotechnology todavía busca ser la primera empresa en llevar las BCI al público a lo grande.