你正打算读这篇文章,但你是怎么做到的?
是你的运动皮层燃烧了手指上肌肉纤维,指示你点击屏幕的特定区域,然后再命令你的手机 CPU 来加载这个页面吗?
或许有一天,这些事情都会显得古怪。因为一些聪明的人正在投入大量的时间和金钱来研究如何让电脑直接读出你的想法:让机器知道你想要什么,并直接给你呈现你所需的信息。
但这个《黑客帝国》里的未来还有多远?我们来了解一下这些脑机接口的现状,以及让接口进入脑海的可能性。
大脑计算机接口(BCI)实际上已经在存在数十年了。
1924 年,德国精神病学家汉斯·伯格(Hans Berger)取得了有史以来第一个神经外科手术过程的 EEG(脑电图)录音,被录音的是一个 17 岁的男孩。
通过将电极连接到头皮上,获得测量到的脑电波图形,并且直接显示在屏幕上,医生因此来判断和检测大脑的健康状况。较快的波峰可能表示癫痫或癫痫发作,较慢的波可能是肿瘤或中风的结果。
监测这些脑波还可以用来做什么?
· 直接进行脑波通讯
20 世纪 70 年代,比利时的电气工程师雅克·维达(Jacques Vidal)开始思考这些脑电信号在医疗领域之外的应用,比如从大脑中取出信号并将其转换成为计算机指令。
· 操控假肢
在 2014 年巴西世界杯上,组建“再次升级项目”(The Walk Again Project)的科学家合作展示了他们在辅助移动技术方面的最新进展:脑控制的外骨骼,使用一组非侵入性电极读取脑信号并将命令传递给轻量级的外骨骼。
一位截瘫患者通过这个行为完成了比赛的象征性开球。他们还通过从非侵入性脑电图设备中绘制数据来重建胳膊和腿部的运动,使瘫痪人员的肢体可以再次行走。
· 乘飞机
坐宇宙飞船? NASA 已经在探索这种可能性了。2013 年,NASA 与埃塞克斯大学的科学家进行合作,使用 BCI 来控制虚拟太空飞船,这项研究旨在探索使用脑机控制星际飞船的可能性。
控制飞船还有很长的路要走,但是用无人机来测试就很接地气了。
去年四月,佛罗里达大学的神经科学家们举办了第一次“大脑无人驾驶赛”,这里涉及的技术是收集脑信号,并将其转换为对无人机的控制。所以,参赛者完全不需要把手放在操纵杆上,只需要考虑向左或者向右推进。
除了纯粹的竞争游戏,“大脑无人机赛”是为了激发 BCI 领域的进一步发展,并且将脑波控制运用到我们生活中。
· 脑皮层植入芯片
外接设备面临一个重要的问题,就是信号获取和重新编译成指令后信号的微弱,直接将传感器放在脑皮层就是不错的选择。
昨天我们已经聊过了人体植入了,唯独没有讨论到脑皮层植入。因为要做手术,还是人体中枢,就有被感染的风险。
早在 2014 年,俄亥俄州立大学神经调节中心主任 Ali Rezai 博士在 Ian Burkhart 的运动皮质表面植入了一块 4 x 4 毫米的微型芯片。
26 岁的 Burkhart 因为在 19 岁时潜水导致四肢瘫痪。医生将这款芯片与特制的算法一起使用,并配套电动套管来刺激他手臂中的肌肉,从而可以绕过受损的脊髓,让Burkhart使用他的想法来控制胳膊。
效果非常好,Burkhart 实现了操纵手臂的粗略动作,在过去的两年半的时间里,他还能够执行越来越复杂的动作,握杯子、牙刷、电话、钥匙和信用卡,打开和关闭咖啡机,甚至还可以玩视频游戏。
去年,加利福尼亚大学伯克利分校的科学家们展示了他们所谓的“神经尘埃”,这些微型传感器可以进入体内,实时跟踪神经信号和肌肉。
这个晶体管挨着神经,用来测量脑电活动,并且能将任何电压尖峰传递到身体外部的超声波设备进行分析。
这个设备已经成功植入到了老鼠的肌肉和周围神经,研究人员希望能够进一步向下进入人的头脑。
用非侵入性的脑电图设备来监测大脑健康水平已经很普遍了,读取思维转化为指令是下一个要攻克的难关。
由 NeuroVigil 公司研制的 iBrain,已经做到了将纯粹的思维转化为计算机指令或语言,被知名科学家霍金就是他们理想的实验对象,也是一个重要的实验目标。
在霍金的家庭办公室里,从语音合成器、Skype 摄像头、高级定制计算机、“读脸”红外眼镜到特制监测器,可谓一应俱全。除此之外,Intel 还为霍金量身定做一套面部识别软件,到时,不要说读思维了,连表情都可以被翻译。
不过,往后20、40 年来看,我们在做什么?我们将会怎样沟通?我们还需要说话吗?我们的脖子上都会有一个计算机接口吗?
真的能实现像伊隆·马斯克所说的 “如果我要向你传达一个概念,那么我们就进行心灵感应好了”,“ 除非你想为对话增添一些修饰和美化,否则你不需要语言,人们的沟通将会在现在难以想象的层面上进行概念互动”。
再往后来看,我们离思维简单直白的三体人,还差多少呢?