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
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