腦機(jī)接口，開啟“心靈感應(yīng)”時(shí)期 /編號(hào):KI171sk

2014-11-28 06:29 來源：http://m.sustainablelifeonearth.com/ 閱讀：次

腦機(jī)接口，開啟“心靈感應(yīng)”時(shí)期

　　對(duì)此，洪波提醒說，光遺傳學(xué)可能供給無比有遠(yuǎn)景的解決方式。斯坦福大學(xué)的研究職員在老鼠的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元中植入光敏感的綠藻基因，利用一束藍(lán)色光纜作開關(guān)就可以準(zhǔn)確地控制老鼠的運(yùn)動(dòng)。顯然如果利用光控開關(guān)能精致控制每個(gè)細(xì)胞的活動(dòng)，向大腦寫入信息可能就不再只是科幻世界的故事了。

　　“把信號(hào)寫入大腦，比從大腦讀守信號(hào)難得多”。只管艱苦，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)在這方面獲得了良多適用性進(jìn)展。洪波列舉了人工耳蝸、帕金森腦起搏器在臨床上的利用。在人工耳蝸中，聲音經(jīng)過處置轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)，用來刺激大腦聽覺通路的最前端??耳蝸，使重大耳聾的人重獲聽的感到，甚至修復(fù)聽力。而帕金森腦起搏器通過脈沖電流刺激大腦中的負(fù)責(zé)活動(dòng)穩(wěn)固性的核團(tuán)，大幅改良帕金森的癥狀，如震顫、僵直、異動(dòng)等，從而改善病人生涯狀況。

　　對(duì)比“腦運(yùn)動(dòng)圖譜”或能讀懂意識(shí)

　　洪波告知記者：“思維活動(dòng)和腦電之間有直接的聯(lián)系，實(shí)際上可以說腦電是思維活動(dòng)的物資表示形式，從腦電可以在一定水平上揣測(cè)出思維活動(dòng)。”類似于通過基因“標(biāo)號(hào)”得到基因圖譜，對(duì)腦電的標(biāo)號(hào)，也許將會(huì)得到一張人類“腦活動(dòng)圖譜”。

　　無創(chuàng)傷式腦機(jī)接口通過實(shí)時(shí)記錄和剖析頭皮腦電，解讀人的控制志愿，實(shí)現(xiàn)人腦對(duì)盤算機(jī)、家用電器、機(jī)器人等設(shè)備的直接掌握。神經(jīng)細(xì)胞的放電量從皮層經(jīng)由顱骨等傳到頭皮，只剩下多少十微伏，因而無創(chuàng)傷式采集到的信號(hào)辨別率較低。

　　顯然與其作“心靈控制”的無稽之談，不如享受腦機(jī)接口研究帶來的“心靈感應(yīng)”，毋庸著手，只有想一下，即可心想事成。（陳明立）

　　科學(xué)家利用微弱信號(hào)放大安裝探測(cè)神經(jīng)細(xì)胞的活動(dòng)，“這是難題的，就像在一個(gè)宏大的體育場(chǎng)外試圖只靠聽覺判斷出運(yùn)動(dòng)場(chǎng)內(nèi)每個(gè)人的活動(dòng)�！焙椴ㄐ蜗蟮乇确秸f。這樣得到的腦電是很多細(xì)胞活動(dòng)的總和，直接看好像沒有任何意義，但是科學(xué)家通過龐雜的統(tǒng)計(jì)、發(fā)掘、分類算法，摸索出腦電數(shù)據(jù)中承載的大腦思維。

　　腦機(jī)接口：“心靈感應(yīng)”的傳布通路

　　如果有人說他用意念可以讓球動(dòng)起來，你相對(duì)不信任。而日前美國(guó)上市的一款新游戲，就是用意念讓球穿梭充滿阻礙的路線。另一端，在實(shí)驗(yàn)室“嬌生慣養(yǎng)”的猴子，閑著雙手，卻在演出用意念控制假肢給本人喂食香蕉、花生的一幕。

　　洪波強(qiáng)調(diào)說，在畸形情形下，大腦時(shí)刻都在輸入和輸出信息，與外界存在做作通路，但在某些特別情況，例如高位截癱病人，他們與外界正常交流的通路被損壞了，要懂得他們、讓他們的生活有意思，就必需建破新的交換方式。這恰是腦機(jī)接口研討的初衷。最近布朗大學(xué)經(jīng)FDA同意將包含僅百個(gè)微電極的電極陣列植入一個(gè)高位截癱病人的體內(nèi)，從而取得單個(gè)細(xì)胞活動(dòng)的放電，在臨床上取得了顯明功效。有創(chuàng)傷式不僅存在手術(shù)沾染的危險(xiǎn)，還輕易引發(fā)排異反響導(dǎo)致電極被細(xì)胞包裹而失去信號(hào)采集作用。

　　寫入信號(hào)比讀取難得多

　　如果可能樹立一張完全的腦活動(dòng)圖譜，包括所有的大腦活動(dòng)的模式，那么對(duì)咱們記載到的某個(gè)人甲的腦活動(dòng)，通過和圖譜作比擬，就能夠得悉甲此刻的意識(shí)。假如需要讓第二個(gè)人乙曉得甲的意識(shí)，就須要將甲的腦信號(hào)的編碼或者其余情勢(shì)傳給乙的大腦皮層。而無論記載發(fā)送者甲的腦信號(hào)，仍是傳遞給吸收者乙，都需要將甲跟乙的大腦與外部裝備銜接起來構(gòu)成發(fā)送或接受的通路，這就是腦機(jī)接口。

　　有創(chuàng)傷式：信號(hào)純凈但易感染

　　腦：“心靈感應(yīng)”的發(fā)送器和接收器

　　在清華腦機(jī)接口實(shí)驗(yàn)室，自愿者戴上只有四五個(gè)電極的電極帽，從若干相似“感覺冷”“想喝水”“要坐下”等簡(jiǎn)單思維活動(dòng)中隨機(jī)抉擇一個(gè)，計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)直可以立即判定出意愿者當(dāng)前的意愿。如果將計(jì)算機(jī)的斷定作為控制命令傳給空調(diào)或機(jī)器人，就可以讓空調(diào)根據(jù)人的感覺主動(dòng)調(diào)節(jié)溫度，讓機(jī)器人依據(jù)人的意愿端茶送水，真正開啟人機(jī)交互的智能時(shí)代。如果可以將解讀的意愿直接傳給其他人的大腦，就能實(shí)現(xiàn)“心有靈犀不點(diǎn)自通”，“無聲通話”規(guī)劃也就不再是設(shè)想。

　　腦電：“心靈感應(yīng)”的載體

　　但是，目前腦機(jī)接口的研究還處于單向通路階段，即便反饋信息給大腦，個(gè)別也是為了讓應(yīng)用者判斷外部設(shè)備的操作是否準(zhǔn)確體現(xiàn)了其意志。那么是否實(shí)現(xiàn)“雙向交通”的腦機(jī)接口，即讀取大腦信息的同時(shí)也容許機(jī)器向大腦傳遞信息或者命令呢？在腦機(jī)接口中，大腦可以既是“發(fā)送器”又是“接收器”嗎？

　　在片子《阿凡達(dá)》中，化身阿凡達(dá)有一條長(zhǎng)長(zhǎng)的辮子，除了雅觀這條辮子還起著主要的鏈接作用。而實(shí)在生活中腦機(jī)接口臨時(shí)還沒有這么完善和灑脫，根據(jù)腦電信號(hào)的采集方式，分為有創(chuàng)傷式和無創(chuàng)傷式。

　　查究這些問題的癥結(jié)在于意識(shí)神經(jīng)信號(hào)和腦機(jī)接口，因此我們采訪了清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究神經(jīng)信息解碼和腦機(jī)接口的洪波副教學(xué)，最近他所率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)取得了應(yīng)用聽覺皮層的活動(dòng)信號(hào)辨認(rèn)用戶思維的技巧打破。這項(xiàng)工作作為封面文章發(fā)表在美國(guó)《IEEE神經(jīng)體系與痊愈工程匯刊》上。

　　“刺激大腦皮層還不等于向大腦寫入信號(hào)，不會(huì)轉(zhuǎn)變大腦的思維”,清華總裁。洪波說明說，實(shí)際上目前對(duì)腦信號(hào)的認(rèn)識(shí)還異常有限，腦機(jī)接口并沒有讀取人類意識(shí)，只是利用分類算法對(duì)腦電作分類，試圖劃分出腦電所代表的簡(jiǎn)單的思維活動(dòng)。而把思維寫入大腦，還需要建立思維活動(dòng)與大腦皮層之間的映射關(guān)聯(lián)，尤其是留神、記憶、語言等高級(jí)認(rèn)知活動(dòng)，但是現(xiàn)階段人類對(duì)高級(jí)認(rèn)知活動(dòng)的大腦回路所知甚少。另外，假設(shè)發(fā)明了高級(jí)神經(jīng)活動(dòng)與大腦皮層之間的映射關(guān)系，向大腦精確寫入信息還需要極其精細(xì)的定位，甚至精確控制單個(gè)細(xì)胞的活動(dòng)。

　　人的大腦皮層約有1千億個(gè)神經(jīng)細(xì)胞。大腦時(shí)刻都在接收著來自外界和本身的刺激，這些刺激使得大腦皮層中一些區(qū)域的細(xì)胞活動(dòng)加強(qiáng)，造成幾十毫伏的放電脈沖，但這些電脈沖傳到頭皮名義就只有幾十微伏的大小，十分幽微。

　　但目前，仿佛沒有人能夠靠意念生活。

　　腦電數(shù)據(jù)承載大腦思維

　　洪波說，如果讀取大腦思維的科學(xué)行程實(shí)現(xiàn)了非常之一，那么向大腦寫入信息的工作還不到百分之一。而且大腦有許多高等的、富有發(fā)明力的思維活動(dòng)，借助腦機(jī)接口“感應(yīng)”到的只是有限聚集的簡(jiǎn)略思維活動(dòng)，關(guān)于檢測(cè)和分析大腦新異的活動(dòng)，還是神經(jīng)科學(xué)范疇的一個(gè)困難。更要害的是，向大腦傳遞信息不即是修正其思維活動(dòng)，例如在大腦與外界接洽的天然通路中，大腦接收刺激信號(hào)引起的只是皮層的反映，并不等同于思維活動(dòng)自身。洪波強(qiáng)調(diào)：“人的思維永遠(yuǎn)是自在的，將來和當(dāng)初一樣沒有人可以控制別人的意識(shí)�！�

　　當(dāng)冷天你覺得口渴,面前立刻呈現(xiàn)一杯熱飲,當(dāng)你從室外回來想要上網(wǎng),電腦立刻自動(dòng)啟動(dòng),當(dāng)你想呼吸窗外的新穎空氣,窗子立刻翻開……這所有不必你命令，不用你操控，只要你想，意念就能實(shí)現(xiàn)。這是不是很像科幻？但這可能就是未來真正的智能時(shí)代。我們的心靈被感應(yīng)，意念在霎時(shí)被兌現(xiàn)。

　　對(duì)于有創(chuàng)傷式腦機(jī)接口，采集神經(jīng)信號(hào)的電極植入到大腦皮層中，這樣得到的腦信號(hào)更為污濁，解碼正確度更高。目前這種方法重要用于高位截癱病人和動(dòng)物試驗(yàn)。

　　然而，近幾年越來越多的科學(xué)家投入“心靈感應(yīng)”的研究，在幻想的藍(lán)圖中，不用按鍵、不用談話，僅靠大腦活動(dòng)就能實(shí)現(xiàn)其所想。美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究方案局（DARPA）啟動(dòng)的“無聲通話”名目，投入400萬美元，致力于實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)上部隊(duì)內(nèi)部依附腦信號(hào)到達(dá)準(zhǔn)確而疾速的交流。那么科學(xué)研究領(lǐng)域的“腦電感應(yīng)”是如何實(shí)現(xiàn)的呢？人類真能實(shí)現(xiàn)科幻世界中描寫的“心靈控制”嗎？

　　這在早些年代，必定會(huì)被以為是巫術(shù)，靠鮮為人知的陰謀擺弄“心靈把持”或者“心靈感應(yīng)”的游戲。

起源：科技日?qǐng)?bào) 2010 *** 10 *** 22

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　　科幻是不邊界的，迷信同樣永無盡頭。跟著腦機(jī)接口的一次次沖破，或者DARPA刻畫的“無聲通話”打算中存在“心靈感應(yīng)”的超級(jí)戰(zhàn)隊(duì)行將出生。然而從“心靈感應(yīng)”到“心靈控制”，兩字之差，間隔將會(huì)有多遠(yuǎn)呢？

　　“心靈感應(yīng)”會(huì)導(dǎo)致“心靈節(jié)制”嗎？

　　無創(chuàng)傷式：信號(hào)分辯率較低