Aivojen ja tietokoneiden rajapinnat (BCI), joilla on pidempi historia tieteiskirjallisuudessa (1950-luvulta lähtien) sekä tutkimuksessa ja eläinmalleissa (1970-luvulta lähtien) kuin käytännön implantit ihmisille (1990-luku). Aivot-tietokone-käyttöliittymä yhdistää ihmisen aivot suoraan tietokoneeseen, jossa hermosignaaleja tulkitaan ja käytetään esimerkiksi hiiren manipulointiin. Tällä tavoin halvaantunut potilas voi surffata verkossa tai jopa liikuttaa proteesivartta mielessään.
Terveet ihmiset voivat jopa käyttää ei-invasiivisia aivotietokoneen rajapintoja toisen tyyppisenä tietokoneen syöttölaitteena, kuten hiirenä tai näppäimistönä, vaikka tätä tekniikkaa ei ole vielä kaupallistettu. Aivot-tietokone-rajapinnat voivat myös lähettää tietoja takaisin aivoihin, esimerkiksi käyttämällä elektrodeja visuaalisen aivokuoren stimuloimiseksi “näkemään” ulkoisen videokameran ottaman kohtauksen, jolloin sokeat potilaat saavat jälleen näön, vaikkakin kaukana täydellisestä.
Useita tekniikoita on käytetty menestyksekkäästi perussignaalien saamiseksi aivoista tietokoneeseen. Nämä on jaettu invasiivisiin BCI -yhdisteisiin, joissa elektrodit istutetaan aivojen harmaaseen aineeseen; osittain invasiiviset BCI: t, jotka on istutettu kallon sisään, mutta lepäävät vain aivojen päällä; ja ei-invasiiviset BCI: t, joihin kuuluu muovilaitteita, jotka liukuvat pään yli kuin suihkutulppa. Yleensä mitä invasiivisempi BCI, sitä enemmän arpikudosta, mahdollisia komplikaatioita ja kustannuksia, mutta parempi panos- ja tuotantotarkkuus.
Alkaen implantteista rotilla 90 -luvun alussa kehitettiin aivoimplantteja, jotka mahdollistivat ulkoisten manipulaattorien tai kohdistimien hallinnan. Apinat saivat seuraavaksi implantit, ja laji on edelleen kehittyneimmän BCI -tutkimuksen kohde tänään. Suuri virstanpylväs ihmisille tuli vuonna 1998, kun potilas nimeltä Johnny Ray, joka kärsi “lukittu-oireyhtymästä” aivohalvaukseen vaikuttavan aivohalvauksen vuoksi, sai implantin, ja usean viikon harjoittelun jälkeen hän pystyi käyttämään sitä kohdistin ja kirjoita sanat. Tämä oli potilaalle muutoskokemus: ilman implanttia hän pysyisi täysin kykenemättömänä ottamaan yhteyttä ulkomaailmaan, pystyisi vain hiljaa tarkkailemaan ja pohtimaan kuolemaan asti. BCI avasi viestintäkanavan ja paransi mittaamattomasti potilaan elämänlaatua.
Vuonna 2002 Jens Naumann, aikuisena sokeutunut mies, tuli ensimmäisenä 16 maksavasta potilaasta, jotka saivat näönimplantin alan edelläkävijältä William Dobellelta. Tähän mennessä tietokoneiden ja laatukameroiden pienentäminen mahdollisti implantin asentamisen tarvitsematta kytkeä suurta keskusyksikköä, kuten oli vaadittu aiemmissa tämänsuuntaisissa yrityksissä. Implantti tarjosi vain mustavalkoista näkemystä suhteellisen hitaalla kuvataajuudella, mutta se riitti antamaan potilaan ajaa autoa hitaasti tutkimuslaitoksen pysäköintialueen ympäri. Tämä oli ensimmäinen aivot-tietokone-rajapintojen todellinen kaupallistaminen.
Vuonna 2005 tetraplegisestä Matt Naglesta tuli ensimmäinen henkilö, joka hallitsi proteesia käsivarteensa käyttämällä aivoimplanttia, jonka Cyberkinetics Neurotechnology -yritys on kehittänyt tuotenimellä BrainGate. Cyberkinetics Neurotechnology pyrkii edelleen olemaan ensimmäinen yritys, joka tuo BCI: t yleisölle suurella tavalla.