Interfețe creier-calculator (BCI) cu o istorie mai lungă în science fiction (din anii 1950) și în cercetare și modele animale (din anii 1970) decât implanturile practice pentru oameni (anii 1990). O interfață creier-calculator leagă un creier uman direct de un computer, unde semnalele neuronale sunt interpretate și utilizate pentru a îndeplini sarcini precum manipularea unui mouse. În acest fel, un pacient paralizat poate naviga pe internet sau chiar poate mișca un braț protetic cu mintea singur.
Oamenii sănătoși pot folosi chiar și interfețe neinvazive creier-calculator ca un alt tip de dispozitiv de intrare pe computer, cum ar fi mouse-ul sau tastatura, deși această tehnologie nu a fost încă comercializată. Interfețele creier-calculator pot trimite, de asemenea, informații înapoi în creier, de exemplu folosind electrozi pentru a stimula cortexul vizual să „vadă” o scenă realizată de o cameră video externă, permițând pacienților nevăzători să posede din nou vederea, deși departe de a fi perfect.
Mai multe tehnologii au fost folosite cu succes pentru a obține semnale de bază din creier și într-un computer. Acestea sunt împărțite în BCI-uri invazive, unde electrozii sunt implantați în substanța cenușie a creierului; BCI parțial invazive, implantate în interiorul craniului, dar se sprijină doar pe partea superioară a creierului; și BCI neinvazive, care implică dispozitive din plastic care alunecă peste cap ca o cască de duș. În general, cu cât BCI este mai invaziv, cu atât este mai mare țesut cicatricial, posibile complicații și cheltuieli, dar cu atât rezoluția de intrare și de ieșire este mai mare.
Începând cu implanturile la șobolani la începutul anilor 90, au fost dezvoltate implanturi cerebrale care au permis controlul unor manipulatoare sau cursoare externe. Maimuțele au fost următoarele care au primit implanturile, iar specia continuă să fie ținta celor mai sofisticate cercetări BCI de astăzi. Marea piatră de hotar pentru oameni a venit în 1998, când unui pacient pe nume Johnny Ray, care a suferit „sindromul blocat” din cauza unui accident vascular cerebral care i-a afectat trunchiul cerebral, i s-a administrat un implant și, după câteva săptămâni de antrenament, l-a putut folosi pentru a manipula un cursor și scrieți cuvinte. Aceasta a fost o experiență transformatoare pentru pacient: fără implant, el ar rămâne complet incapabil să contacteze lumea exterioară, fiind capabil doar să observe și să reflecte în liniște până la moarte. BCI a deschis un canal de comunicare și a îmbunătățit nemăsurat calitatea vieții pacientului.
În 2002, Jens Naumann, un bărbat care a orb la vârsta adultă, a devenit primul dintre cei 16 pacienți plătitori care au primit un implant vizual de la William Dobelle, un pionier în domeniu. Până în acest moment, miniaturizarea computerelor și a camerelor de calitate au făcut posibilă instalarea implantului fără a necesita o conexiune la un cadru central mare, așa cum fusese necesar pentru încercările anterioare în această direcție. Implantul a oferit doar vedere alb-negru la o rată relativ mică de cadre, dar a fost suficient pentru a permite pacientului să conducă încet o mașină în jurul parcării institutului de cercetare. Aceasta a fost prima comercializare adevărată a interfețelor creier-calculator.
În 2005, tetraplegicul Matt Nagle a devenit prima persoană care a controlat un braț protetic folosind un implant cerebral, dezvoltat de compania Cyberkinetics Neurotechnology sub numele de produs BrainGate. Cyberkinetics Neurotechnology încă încearcă să fie prima companie care aduce BCI-urile publicului într-un mod mare.