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大腦交流實驗示意圖
位于印度的志愿者向在法國的科學家發(fā)送大腦信號 人與人之間不通過語言，而是靠意念交流，這樣的場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》,，在小說中,，一個深入美國的“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的小說《波》中,，戰(zhàn)斗也是以電波使對方飛行員大腦產(chǎn)生幻覺的方式獲勝的。 科幻小說并非都是空穴來風的隨意幻想,，有些也是有理有據(jù),，以現(xiàn)代的物理、化學,、生物等科學知識為依據(jù),，進行合理想象的作品。所以,，里面看似“臆想”的新奇特發(fā)明,，總會隨著時間的推移，在現(xiàn)代生活中找到匹配的科技。 現(xiàn)在,，歐洲科學家們用腦電波和一大堆儀器設備,，試圖實現(xiàn)這種“人際交流”。 腦波傳遞“你好”“再見” 日前,，歐洲的科學家通過儀器,，成功將兩個單詞“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公里外的法國實驗人員的腦中,。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。 人類大腦結構之復雜,，直到現(xiàn)在科學家也沒有完全搞清楚其中的機制,。但是就目前所知，大腦由近一千億個神經(jīng)細胞組成,，軸突的總長度約為170000公里,。每當產(chǎn)生一個想法的時候，大腦就會產(chǎn)生與其相關聯(lián)的,、微弱但清晰的電信號,。此次實驗，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,。 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算機分析翻譯后,，發(fā)出指令控制一個動作,。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,，轉而替換成另外一個人類大腦來接收這些信號,。 在最初的測試中，一位位于印度特里凡德瑯的志愿者借助腦電圖記錄設備將“你好（hola）”和“再見（ciao）”這兩個單詞,，發(fā)給了遠在法國斯特拉斯堡的實驗人員,。這兩句問候語首先被轉換成二進制代碼進行發(fā)送，法國方面的計算機在收到這些信號后,，先對其進行解碼,，然后再用電刺激將其輸入到接收者的意識當中。這些信息在接收者的視覺看來就像一道閃光一樣,。這種閃光構成二進制編碼,，使接收者能夠理解其中所包含的信息。 在第一次實驗獲得成功以后,，研究人員緊接著又在一個位于西班牙和一個位于法國的志愿者身上進行了類似的實驗,。第二次實驗的總錯誤率僅為11%,，其中6%的差錯來自發(fā)射端，5%的差錯來自接收端,。 然而,，這種交流的成功，是否意味著人與人之間實現(xiàn)了“意念交流”,？ 腦腦相連還是腦機相連,？ “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,?！痹鴧⑴c研發(fā)大腦解夢機的北京大學心理系教授沈政在接受《中國科學報》記者采訪時表示，“盡管接收人知道對方發(fā)出的是‘你好’和‘再見’的指令,，同時機器也可能理解為‘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,，從上世紀80年代，就有科學家開始從事關于意念控制,、意念交流的研究,。當時，美國和歐洲有學者進行的是殘疾人腦電交互系統(tǒng)的研究,，意圖通過結合神經(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，改善他們的生活質量,。這一概念也被稱為“腦機接口”,，或者“人機接口”。 “而這次實驗,，應該使用了兩次腦機接口,。但是其本質并不是大腦和大腦交互,。”清華大學生物醫(yī)學工程系教授洪波也告訴《中國科學報》記者,，“而且,，目前科學研究尚未證實腦與腦之間可直接交流?！?/P> 洪波與沈政皆認為,，就目前腦機接口的研究程度來說，計算機無法直接解讀“你好”“再見”兩個單詞,。而是志愿者將這兩個單詞通過逐次的手腳運動想象轉化為二進制代碼（想象手動代表1,，想象腳動代表0）?！耙驗榇竽X想做某個動作時,，腦電波波動比較明顯，容易被機器檢測,。那么,，利用腦電波，分析大腦左右半球的信號,，就能得出大腦希望手動還是腳動,。”沈政說,，“但計算機無法辨別復雜的概念,，比如一句完整的話?！?/P> 在實驗中可能出現(xiàn)的情況是,，傳遞一方想象著手動表示“你好”，腳動表示“再見”,，或者其他區(qū)分比較明顯的動作,。 洪波也認為，僅就腦機接口這一技術而言,，早在2006年,，就已經(jīng)利用同樣原理，實現(xiàn)了通過腦電波想象運動,，控制機械狗,。2013年6月，美國明尼蘇達大學華裔教授賀斌成功用腦電波實現(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行器,；今年5月，德國科學家展示了7名飛行員如何用大腦精準地操控飛機飛行,；6月,，美國俄勒岡大學科學家開發(fā)出一種設備,，聲稱能夠實時監(jiān)控記憶，看到一個人正在思考的事物,。 “其實,，此次實驗和之前科學家們進行的腦機接口實驗原理是完全一樣的?！焙椴ㄕf,，“不過，此次有創(chuàng)新的點,，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 目前,，腦機接口的實驗方式分為有創(chuàng)式腦機接口和無創(chuàng)式腦機接口。前者是將微電極植入大腦皮層中,，探測神經(jīng)細胞的放電,，從而實現(xiàn)腦機交互?！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4毫米×4毫米的電極（96個探針）,，負責接收大腦中發(fā)出的電脈沖信號,。然后電極將信號送出，通過計算機解讀,。這樣馬修就可以控制計算機光標,，甚至玩游戲?！焙椴ㄕf,，“但是其中有個關鍵的問題，這個微電極經(jīng)過一段時間,，會被電極附近的膠質細胞包圍,。這意味著微電極再也無法接收從大腦發(fā)出的信號。只能再次通過手術將其取出,?！?/P> 而對于無創(chuàng)式腦機接口來說，雖然比前者實現(xiàn)更容易,，但是因為大腦皮層傳遞出的信號有限,，因此只能解讀出腦電波波動較為劇烈的信息,，例如與手腳運動相關的信號,。 不過,，美國得州理工大學腦科學講席教授、腦成像研究院院長唐一源告訴《中國科學報》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確地解析大腦聲音,、詞匯和圖片等信號,。用意念控制機器應該是‘人機接口’的一種形式，而通過人的腦電波作為一種信息載體實現(xiàn)人和人之間意念傳遞是另一種復雜現(xiàn)象,，需要系列科學實驗來驗證,。”沈政也表示：“人類的大腦活動還是太復雜了,，在思考時腦電波變化快,，機器無法捕捉?！笨磥?，真正的意念交流依然尚需時日。 控制谷歌眼鏡的App 腦機接口,，意念控制,，其實這并不是醫(yī)學特有的領域，越來越多的IT企業(yè)也加入這一行列,。7月,，有外媒報道，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應用,，用戶可以利用其實現(xiàn)腦波控制谷歌眼鏡,。 以前對谷歌眼鏡說一句“OK Glass!”即可開始錄影，對很多消費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，你的谷歌眼鏡會顯得更高大上,。搭配一個連接谷歌眼鏡的頭戴硬件,，MindRDR即可在谷歌眼鏡上使用，硬件內置了一個Neurosky 生物傳感器,，能夠監(jiān)測用戶集中精力時發(fā)出的腦電波,，而該應用可以把腦電波讀數(shù)反映在相機視圖中，當用戶集中精力時,，讀數(shù)會隨之增加,，App應用便會讓谷歌眼鏡自動拍下你眼前的景象。當用戶再次集中精力時,，讀數(shù)再次增加,，照片會自動分享到Twitter 上。 但像所有所謂念力控制的硬件一樣,，MindRDR 目前的功能非常簡陋,，在現(xiàn)實中也基本上不具備應用的價值,。但它只是發(fā)展完善前的一小步，未來它可以“訓練”人們更好地集中精力,，甚至達到用思維玩游戲的程度,。 盡管還處于初級發(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備與外界進行更多的溝通,。
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