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大腦交流實(shí)驗(yàn)示意圖
位于印度的志愿者向在法國的科學(xué)家發(fā)送大腦信號(hào) 人與人之間不通過語言,，而是靠意念交流,，這樣的場(chǎng)景我們只在科幻小說中見過。在前蘇聯(lián)作家別利亞耶夫的《大獨(dú)裁者》里,，主人公施奈德發(fā)明了無線腦波控制裝置,，從最初的搶劫銀行,，到后來與世界各國軍隊(duì)較量，施奈德一次次打敗了敵人,。1939年,，中國科幻作家顧均正也創(chuàng)作了同樣題材的《和平之夢(mèng)》，在小說中，一個(gè)深入美國的“極東國”間諜嘗試用無線電干擾美國民眾的政治態(tài)度,。此外,，在中國科幻作家王曉達(dá)的小說《波》中，戰(zhàn)斗也是以電波使對(duì)方飛行員大腦產(chǎn)生幻覺的方式獲勝的,。 科幻小說并非都是空穴來風(fēng)的隨意幻想,，有些也是有理有據(jù)，以現(xiàn)代的物理,、化學(xué),、生物等科學(xué)知識(shí)為依據(jù)，進(jìn)行合理想象的作品,。所以,，里面看似“臆想”的新奇特發(fā)明，總會(huì)隨著時(shí)間的推移,，在現(xiàn)代生活中找到匹配的科技,。 現(xiàn)在，歐洲科學(xué)家們用腦電波和一大堆儀器設(shè)備,，試圖實(shí)現(xiàn)這種“人際交流”,。 腦波傳遞“你好”“再見” 日前，歐洲的科學(xué)家通過儀器,，成功將兩個(gè)單詞“你好（西班牙語hola）”“再見（意大利語ciao）”,，從一位印度志愿者的腦中傳送到8000公里外的法國實(shí)驗(yàn)人員的腦中。研究人員稱,，這是人類首次“幾乎直接”地通過大腦收發(fā)信息,。 人類大腦結(jié)構(gòu)之復(fù)雜，直到現(xiàn)在科學(xué)家也沒有完全搞清楚其中的機(jī)制,。但是就目前所知，大腦由近一千億個(gè)神經(jīng)細(xì)胞組成,，軸突的總長(zhǎng)度約為170000公里,。每當(dāng)產(chǎn)生一個(gè)想法的時(shí)候，大腦就會(huì)產(chǎn)生與其相關(guān)聯(lián)的,、微弱但清晰的電信號(hào),。此次實(shí)驗(yàn)，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(xì)胞興奮而產(chǎn)生的頭皮腦電活動(dòng),。 大腦產(chǎn)生的想法不同,，其產(chǎn)生的腦電波也不同，采集到的腦電波由計(jì)算機(jī)分析翻譯后,，發(fā)出指令控制一個(gè)動(dòng)作,。在此次研究中，研究人員改變了以往人腦連接電腦界面的方式，轉(zhuǎn)而替換成另外一個(gè)人類大腦來接收這些信號(hào),。 在最初的測(cè)試中,，一位位于印度特里凡德瑯的志愿者借助腦電圖記錄設(shè)備將“你好（hola）”和“再見（ciao）”這兩個(gè)單詞，發(fā)給了遠(yuǎn)在法國斯特拉斯堡的實(shí)驗(yàn)人員,。這兩句問候語首先被轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼進(jìn)行發(fā)送,，法國方面的計(jì)算機(jī)在收到這些信號(hào)后，先對(duì)其進(jìn)行解碼,，然后再用電刺激將其輸入到接收者的意識(shí)當(dāng)中,。這些信息在接收者的視覺看來就像一道閃光一樣。這種閃光構(gòu)成二進(jìn)制編碼,，使接收者能夠理解其中所包含的信息,。 在第一次實(shí)驗(yàn)獲得成功以后，研究人員緊接著又在一個(gè)位于西班牙和一個(gè)位于法國的志愿者身上進(jìn)行了類似的實(shí)驗(yàn),。第二次實(shí)驗(yàn)的總錯(cuò)誤率僅為11%,，其中6%的差錯(cuò)來自發(fā)射端，5%的差錯(cuò)來自接收端,。 然而,，這種交流的成功，是否意味著人與人之間實(shí)現(xiàn)了“意念交流”,？ 腦腦相連還是腦機(jī)相連,？ “兩三個(gè)音節(jié)的傳遞和交流，并不等于人與人的大腦就實(shí)現(xiàn)了人際交流,?！痹鴧⑴c研發(fā)大腦解夢(mèng)機(jī)的北京大學(xué)心理系教授沈政在接受《中國科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)表示，“盡管接收人知道對(duì)方發(fā)出的是‘你好’和‘再見’的指令,，同時(shí)機(jī)器也可能理解為‘你好’‘再見’,，但是這不等于大腦中的任何念頭都可以與別人自由交流?！?/P> 其實(shí),，從上世紀(jì)80年代，就有科學(xué)家開始從事關(guān)于意念控制,、意念交流的研究,。當(dāng)時(shí)，美國和歐洲有學(xué)者進(jìn)行的是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(xué),、微電子和計(jì)算機(jī)信息處理等，直接提取大腦的神經(jīng)活動(dòng),，實(shí)時(shí)翻譯成控制命令,，來控制假肢、計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)、鍵盤,、家用電器等,，幫助那些肢體殘疾、脊髓損傷,、中風(fēng),、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(jī)接口”，或者“人機(jī)接口”,。 “而這次實(shí)驗(yàn),，應(yīng)該使用了兩次腦機(jī)接口。但是其本質(zhì)并不是大腦和大腦交互,?！鼻迦A大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系教授洪波也告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者，“而且,，目前科學(xué)研究尚未證實(shí)腦與腦之間可直接交流,。” 洪波與沈政皆認(rèn)為,，就目前腦機(jī)接口的研究程度來說,，計(jì)算機(jī)無法直接解讀“你好”“再見”兩個(gè)單詞。而是志愿者將這兩個(gè)單詞通過逐次的手腳運(yùn)動(dòng)想象轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制代碼（想象手動(dòng)代表1,，想象腳動(dòng)代表0）,。“因?yàn)榇竽X想做某個(gè)動(dòng)作時(shí),，腦電波波動(dòng)比較明顯,，容易被機(jī)器檢測(cè)。那么,，利用腦電波,，分析大腦左右半球的信號(hào)，就能得出大腦希望手動(dòng)還是腳動(dòng),。”沈政說,，“但計(jì)算機(jī)無法辨別復(fù)雜的概念,，比如一句完整的話?！?/P> 在實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的情況是,，傳遞一方想象著手動(dòng)表示“你好”，腳動(dòng)表示“再見”，或者其他區(qū)分比較明顯的動(dòng)作,。 洪波也認(rèn)為,，僅就腦機(jī)接口這一技術(shù)而言，早在2006年,，就已經(jīng)利用同樣原理,，實(shí)現(xiàn)了通過腦電波想象運(yùn)動(dòng)，控制機(jī)械狗,。2013年6月,，美國明尼蘇達(dá)大學(xué)華裔教授賀斌成功用腦電波實(shí)現(xiàn)了對(duì)四軸遙控飛機(jī)的控制，實(shí)現(xiàn)了人類首次借助意識(shí)控制飛行器,；今年5月,，德國科學(xué)家展示了7名飛行員如何用大腦精準(zhǔn)地操控飛機(jī)飛行；6月,，美國俄勒岡大學(xué)科學(xué)家開發(fā)出一種設(shè)備,，聲稱能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控記憶，看到一個(gè)人正在思考的事物,。 “其實(shí),，此次實(shí)驗(yàn)和之前科學(xué)家們進(jìn)行的腦機(jī)接口實(shí)驗(yàn)原理是完全一樣的?！焙椴ㄕf,，“不過，此次有創(chuàng)新的點(diǎn),，是他們還能夠通過磁刺激再把信息傳遞給人腦,，并讀出其中的含義?！?/P> 成功尚遠(yuǎn) 目前,，腦機(jī)接口的實(shí)驗(yàn)方式分為有創(chuàng)式腦機(jī)接口和無創(chuàng)式腦機(jī)接口。前者是將微電極植入大腦皮層中,，探測(cè)神經(jīng)細(xì)胞的放電,，從而實(shí)現(xiàn)腦機(jī)交互?！笆澜绲谝晃粐L試的病人,，是美國人馬修，他的大腦中被安裝了一個(gè)4毫米×4毫米的電極（96個(gè)探針）,，負(fù)責(zé)接收大腦中發(fā)出的電脈沖信號(hào),。然后電極將信號(hào)送出，通過計(jì)算機(jī)解讀,。這樣馬修就可以控制計(jì)算機(jī)光標(biāo),，甚至玩游戲,。”洪波說,，“但是其中有個(gè)關(guān)鍵的問題,，這個(gè)微電極經(jīng)過一段時(shí)間，會(huì)被電極附近的膠質(zhì)細(xì)胞包圍,。這意味著微電極再也無法接收從大腦發(fā)出的信號(hào),。只能再次通過手術(shù)將其取出?！?/P> 而對(duì)于無創(chuàng)式腦機(jī)接口來說,，雖然比前者實(shí)現(xiàn)更容易，但是因?yàn)榇竽X皮層傳遞出的信號(hào)有限,，因此只能解讀出腦電波波動(dòng)較為劇烈的信息,，例如與手腳運(yùn)動(dòng)相關(guān)的信號(hào)。 不過,，美國得州理工大學(xué)腦科學(xué)講席教授,、腦成像研究院院長(zhǎng)唐一源告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者：“有最新研究發(fā)現(xiàn)通過腦電波或腦激活模式可以比較準(zhǔn)確地解析大腦聲音、詞匯和圖片等信號(hào),。用意念控制機(jī)器應(yīng)該是‘人機(jī)接口’的一種形式,，而通過人的腦電波作為一種信息載體實(shí)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(xué)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證,?！鄙蛘脖硎荆骸叭祟惖拇竽X活動(dòng)還是太復(fù)雜了，在思考時(shí)腦電波變化快,，機(jī)器無法捕捉,。”看來,，真正的意念交流依然尚需時(shí)日,。 控制谷歌眼鏡的App 腦機(jī)接口，意念控制,，其實(shí)這并不是醫(yī)學(xué)特有的領(lǐng)域,，越來越多的IT企業(yè)也加入這一行列。7月,，有外媒報(bào)道,，一家名為This Place的英國科技公司開發(fā)了一款名為MindRDR的可以與谷歌眼鏡聯(lián)系在一起的App應(yīng)用，用戶可以利用其實(shí)現(xiàn)腦波控制谷歌眼鏡,。 以前對(duì)谷歌眼鏡說一句“OK Glass!”即可開始錄影,，對(duì)很多消費(fèi)者來說符合高科技產(chǎn)品的酷炫特征，但配備上MindRDR后,，腦波即可控制行動(dòng),，你的谷歌眼鏡會(huì)顯得更高大上。搭配一個(gè)連接谷歌眼鏡的頭戴硬件,，MindRDR即可在谷歌眼鏡上使用,，硬件內(nèi)置了一個(gè)Neurosky 生物傳感器，能夠監(jiān)測(cè)用戶集中精力時(shí)發(fā)出的腦電波,，而該應(yīng)用可以把腦電波讀數(shù)反映在相機(jī)視圖中,，當(dāng)用戶集中精力時(shí)，讀數(shù)會(huì)隨之增加,，App應(yīng)用便會(huì)讓谷歌眼鏡自動(dòng)拍下你眼前的景象,。當(dāng)用戶再次集中精力時(shí)，讀數(shù)再次增加,，照片會(huì)自動(dòng)分享到Twitter 上,。 但像所有所謂念力控制的硬件一樣，MindRDR 目前的功能非常簡(jiǎn)陋,，在現(xiàn)實(shí)中也基本上不具備應(yīng)用的價(jià)值,。但它只是發(fā)展完善前的一小步，未來它可以“訓(xùn)練”人們更好地集中精力,，甚至達(dá)到用思維玩游戲的程度,。 盡管還處于初級(jí)發(fā)展階段，谷歌眼鏡的腦波遙控有著寬廣的使用前景,。未來,，它將幫助殘障人士實(shí)現(xiàn)與外界交流。This Place的創(chuàng)意總監(jiān)克洛伊曾表示,，MindRDR將幫助禁鎖癥候群患者以及四肢癱瘓人士等用谷歌眼鏡這樣的可穿戴設(shè)備與外界進(jìn)行更多的溝通,。
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