當那些科幻小說里的"讀心術(shù)"成為現(xiàn)實,我們的感覺會是激動還是戰(zhàn)栗?
這一天,或許離我們已經(jīng)不遠。
今年春天,法國斯特拉斯堡的計算機接收到一道"閃光"。實驗人員將其解碼,并用電刺激將其輸入到另一名男子的意識中,后者隨即破譯出其中奧妙。原來,這道由二進制編碼構(gòu)成的"閃光",正是身處印度特里凡德瑯的一名男子借助腦電圖描記器(electroencephalography,簡稱EEG)發(fā)送的兩個單詞:"你好"和"再見"。
這份研究報告最近在《公共科學圖書館·綜合》期刊刊發(fā)后,迅速引來全世界的關(guān)注。科研人員認為,這項科學試驗從原理上驗證了人類"腦對腦"直接交流的可行性,甚至有科學家用《星際迷航》中瓦肯人的心靈融合來比喻這類研究。
更多人開始設(shè)想,這種交流的成功,是否意味著人際間"意念交流"的成功?腦波通信的研究已經(jīng)到達什么程度?這一技術(shù)實現(xiàn)后,將為人類帶來怎樣的改變?
真正的意念交流尚待時日
盡管研究人員表示,這是人類首次"幾乎直接"彼此通過大腦發(fā)送信息,但一些學者依然認為,其本質(zhì)并不是大腦和大腦交互。在此次實驗中,研究人員使用了無線腦電記錄儀(EEG)來記錄大腦因神經(jīng)細胞興奮而產(chǎn)生的頭皮腦電活動,并使用了兩次腦機接口。
很多學者堅持認為,此次實驗兩三個音節(jié)的傳遞和交流,并不等于人與人的大腦就實現(xiàn)了人際交流??茖W家指出,回到現(xiàn)實層面,人類對大腦的了解還處于初級階段,真正的意念交流還為時尚早。
人類大腦結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜,直到現(xiàn)在,科學家也沒有完全搞清楚其中的機制。就目前所知,大腦由近一千億個神經(jīng)細胞組成,軸突總長度約為170000公里。一直以來,一些科學家致力于研究人類思想中不為人知的領(lǐng)域,他們相信能夠發(fā)現(xiàn)或喚醒人腦中不同尋常的潛在能力,目前科學家仍不能確定人腦潛力的界限,被視為DNA之父和神經(jīng)研究大家的克里克(FrancisCrick)承認,"我們對于人腦不同部位的認識仍處于初級階段"。
美國德州理工大學腦科學講席教授、腦成像研究院院長唐一源曾對媒體說,"用意念控制機器應(yīng)該是"人機接口"的一種形式,而把人的腦電波作為一種信息載體,來實現(xiàn)人和人之間意念傳遞是另一種復(fù)雜現(xiàn)象,需要系列科學實驗來驗證。"
美國明尼蘇達大學醫(yī)學工程研究所主任賀斌教授對媒體介紹說,每當產(chǎn)生一個想法時,人類的大腦內(nèi)部,就會有一部分神經(jīng)元興奮起來,產(chǎn)生一種與大腦相關(guān)聯(lián)的、微弱但清晰的電信號。這些電脈沖由神經(jīng)元之間的化學反應(yīng)產(chǎn)生,因此是可以記錄和測量的,而通過監(jiān)測這種非常微弱的電子信號,就可以進行神經(jīng)解碼,翻譯成一種機器可以讀懂的機器語言。
腦機交互技術(shù)快速發(fā)展
其實,早在1920年代,人類就已經(jīng)首次記錄下人腦電圖(EEG),并發(fā)現(xiàn)其隨著大腦不同狀態(tài)呈現(xiàn)規(guī)律性的頻率變化。而從1980年代開始,就有科學家開始從事關(guān)于意念控制、意念交流的研究。
當時,美國和歐洲已有學者進行殘疾人腦電交互系統(tǒng)的研究,意圖通過結(jié)合神經(jīng)科學、微電子和計算機信息處理等,直接提取大腦的神經(jīng)活動,實時翻譯成控制命令,來控制假肢、計算機鼠標、鍵盤、家用電器等,幫助那些肢體殘疾、脊髓損傷、中風、肌萎縮側(cè)索硬化,以及其他神經(jīng)肌肉退化的病人,改善他們的生活質(zhì)量。這一概念也被稱為"腦機接口",或者"人機接口"。
近年來,腦機交互技術(shù)一直在快速發(fā)展。雖然大多數(shù)研究還是將腦電波輸入計算機,借助機器接收這些信號再作出響應(yīng),但最近,新的變化已開始出現(xiàn)。
2014年5月,一群來自德國慕尼黑理工大學和柏林工業(yè)大學的德國研究人員,研制出一個連接腦電波儀器(EEG)的裝置,飛行員戴著這套裝置就能憑著大腦意志控制飛機。實驗顯示,7名具有不同程度飛行經(jīng)驗的參與者可以使用意識控制飛行,并且達到令人驚奇的精準度。1個月后,美國俄勒岡大學科學家宣布開發(fā)出一種設(shè)備,聲稱能夠?qū)崟r監(jiān)控記憶,看到一個人正在思考的事物。
此前在2013年,研究機構(gòu)也已有不少突破進展。
2013年年初,杜克大學的研究人員用兩只小鼠進行實驗,把兩個只有頭發(fā)絲1%粗細的微電極陣列植入兩只老鼠的大腦皮層運動區(qū),并將電極連接起來,試圖實現(xiàn)"腦對腦"接口。
4月,美國哈佛大學的研究人員宣布,成功進行了人對動物的精神控制試驗,他們通過頭戴腦電波接收器,當把注意力集中到老鼠上的時候,就可以觸發(fā)老鼠尾巴的運動。
6月,美國明尼蘇達大學醫(yī)學工程研究所成功用腦電波實現(xiàn)了對四軸遙控飛機的控制,實現(xiàn)了人類首次借助意識控制飛機的飛行方向。這項科學研究項目是以人的腦電波來控制機器,希望以此改善殘疾人的生活,讓他們用自己的腦電波來控制輪椅,或者能做更多的事。
8月,美國華盛頓大學計算機科學與工程科學家宣布,他們實現(xiàn)了兩個人腦之間的遠程行為控制,即通過互聯(lián)網(wǎng)利用類似技術(shù),發(fā)送其中一人腦中的簡單"想法",實現(xiàn)對另一人大腦及手部動作的瞬間控制,不過,這一成果當時沒有經(jīng)過同行評審,也未在科學期刊上發(fā)表。
新興企業(yè)搶占市場
雖然目前為時尚早,但"腦機接口"、"意念控制"已經(jīng)成為越來越多前沿科技企業(yè)爭相進入的領(lǐng)域。
2014年巴西世界杯揭幕戰(zhàn)上,開球的是一個名叫朱利亞諾·平托,雙腿癱瘓的殘疾青年。憑借身上穿戴的一套"外骨骼裝置",他僅靠自己的"意念",即腦電波就完成了開球動作。當然,這并不容易,平托需要先想一會兒,研究人員為其研發(fā)的這套裝置才能明白他的意圖。
事實上,據(jù)市場調(diào)研公司W(wǎng)interGreen提供的數(shù)據(jù)顯示,康復(fù)機器人、機械假肢和外骨骼系統(tǒng)的市場價值已經(jīng)達到4300萬美元,預(yù)計2020年將達到18億美元。外骨骼裝置以及其他一些沒有那么復(fù)雜的可穿戴機械設(shè)備,很可能會率先在醫(yī)療設(shè)備行業(yè)、重工業(yè)和軍事領(lǐng)域等市場上出現(xiàn)。或許要不了多久,我們就會看到許多人穿戴著各種各樣的機械做越來越多的事情,甚至在外骨骼系統(tǒng)的幫助下,殘疾人也可以完成過去幾乎不可能做到的事。
在頭戴式的可穿戴設(shè)備領(lǐng)域中,我們想到的往往是各種智能眼鏡、虛擬現(xiàn)實頭盔,其實腦電波的檢測類,也將是頭戴式智能產(chǎn)品的一塊重要領(lǐng)域。
出自于日本廠家Neurowear的腦電波貓耳朵,是一款以女性和Cosplay愛好者為目標的智能腦波產(chǎn)品,只要戴在頭頂上,傳感器就會探測并自動分析觀察腦電波,隨著人類情緒起伏,做出相對應(yīng)的動作。而InteraXon推出的眾籌項目Muse也叫稱用頭戴設(shè)備"讀心",一家名為ThisPlace的英國科技公司,開發(fā)了一款可與谷歌眼鏡連在一起的應(yīng)用程序MindRDR,讓用戶利用其實現(xiàn)腦波控制谷歌眼鏡。此外,玩具巨頭美泰出品的MindFlex、美國NeuroSky公司推出的NeuroSky等都是目前比較流行的腦電波產(chǎn)品。
就目前而言,腦電波產(chǎn)品的民用化已經(jīng)有不少先驅(qū),但大部分仍以國外廠商為主,而且由于技術(shù)還處在初級階段,民用化的腦電波穿戴式產(chǎn)品大部分還停留在娛樂、健康、教育領(lǐng)域。但這些產(chǎn)品將向我們展現(xiàn)一個激動人心卻又充滿爭議的未來:在通往終極的"意念交互"的道路上,那些思維私隱、安全、倫理等問題,或許將成為這個產(chǎn)業(yè)的最大障礙。
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