用大腦來控制電腦

　　用大腦來控制電腦

　　當(dāng)計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展到一定階段，科學(xué)家們就希望人腦和計算機更緊密地聯(lián)接起來，為人類更好地服務(wù)。

　　在這種情況下，腦機接口技術(shù)誕生了。

　　它的誕生就像人工智能、基因科技和外太空旅行探索等一樣，成為全球科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢以及最值得期待的前沿創(chuàng)新項目，成為了科學(xué)家下一步的研究對象。

　　大腦與電腦相連

　　聽起來腦機接口技術(shù)這個名字很陌生，實際上從字面上看很好理解，就是一種將腦和機器設(shè)備連在一起的技術(shù)。

　　“腦”是指有機生命形式的腦，“機”是指任何處理或計算的設(shè)備，其形式可以從簡單電路到硅芯片。

　　具體來說，腦機接口技術(shù)是人腦與計算機或其他電子設(shè)備之間建立的直接交流和控制的通道。

　　利用這個通道，人就可以直接通過腦來表達想法或操作其他設(shè)備，而不需要通過語言或肢體的動作，這是一種全新的通信和控制方式。

　　腦機接口有有創(chuàng)和無創(chuàng)兩種形式，有創(chuàng)形式即在大腦中植入腦活動捕捉器，無創(chuàng)即在大腦外部設(shè)置捕捉器。

　　目前，腦機接口技術(shù)面臨兩個技術(shù)難題。

　　第一個難題是通過什么樣的方式從人的大腦中獲得信息，并對信息進行有效解讀;第二個難題是如何把設(shè)備植入大腦，并且保證這個設(shè)備能夠在使用者幾十年生活中正常運轉(zhuǎn)。

　　要突破這兩個難題，研究界還需要花上很多年時間。

　　科學(xué)家研究的目標(biāo)，是使未來腦機接口技術(shù)成為人腦的一部分，就像是計算機的內(nèi)存一樣，可以隨時調(diào)出來，為人所用。

　　心靈感應(yīng)的實驗

　　在進行腦機接口研究時，往往先在動物身上進行，看看能不能實現(xiàn)腦機接口。

　　20世紀(jì)90年代，美國科學(xué)家就在恒河猴的腦中植入了一些電極，通過腦中直接采集的電信號來控制機械手。

　　經(jīng)過一段時間的訓(xùn)練之后，那只猴子把這只機械手當(dāng)成了自己的手，可以運用自如。

　　現(xiàn)在，科學(xué)家更進一步，讓猴子與機械手之間產(chǎn)生了“心靈感應(yīng)”。

　　浙大醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院的腦外科醫(yī)生為一只名叫“建輝”的猴子做了腦部手術(shù)，他們在“建輝”的大腦運動皮層植入兩個與200多個神經(jīng)元相連接的芯片。

　　芯片的另一頭連接著一臺計算機，它實時記錄“建輝”一舉一動發(fā)出的神經(jīng)信號。

　　研究人員利用獲得的神經(jīng)信號，研發(fā)出神經(jīng)信號實時分析系統(tǒng)，對記錄到的200個神經(jīng)信號進行解讀，最終區(qū)分出了“建輝”抓、勾、握、捏4種不同信號的“密語”。

　　當(dāng)“建輝”開心地玩著玩具，它的腦部信號被外部的計算機“截取”并“破譯”，直接傳遞到了機械手，“心靈感應(yīng)”就這樣產(chǎn)生了：在不遠處，一只機械手就像是與“建輝”有“心靈感應(yīng)”，亦步亦趨同步做著與“建輝”一模一樣的手部動作。

　　美國杜克大學(xué)的神經(jīng)學(xué)教授也進行了一項十分有趣的實驗，使兩個相距幾千千米的小鼠建立起了一種電子連接，讓其中一只小鼠腦中的信號能夠幫助另一只小鼠完成智力游戲。

　　科學(xué)家將一種特殊的設(shè)備植入兩只小鼠的腦中。

　　甲鼠是“編碼者”，它曾受過特殊訓(xùn)練，會通過壓下籠子里的一根杠桿取得食物;乙鼠是“譯碼者”，沒有經(jīng)過這樣的訓(xùn)練。

　　進行實驗時，科學(xué)家記錄甲鼠腦中運動皮層的活動，再將記錄到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成電子信號，通過神經(jīng)鏈路傳輸?shù)揭沂蟠竽X內(nèi)植入的設(shè)備中。

　　盡管乙鼠對甲鼠所接受的訓(xùn)練任務(wù)完全陌生，但它的運動皮層在處理來自甲鼠的信號后，也能從中得到有用的信息，知道壓下杠桿來取得食物。

　　用腦控制直升機

　　美國明尼蘇達大學(xué)的一位科學(xué)家長期致力于直升機試驗的研究，他試圖用腦機接口技術(shù)來控制直升機，為此他進行了一項意念控制直升機模型的實驗。

　　實驗時，他讓5位參與者佩戴著裝有64個電極的“帽子”，然后通過計算機將腦電波與運動相匹配，之后計算機被設(shè)定成只依靠參與者的思維和WiFi網(wǎng)絡(luò)來控制直升機。

　　在大學(xué)的體育館中設(shè)了很多障礙物，他讓參與者用意念和手勢控制直升機躲避障礙物飛行。

　　結(jié)果參與者通過大腦的思維和手的動作，可以遙控直升機安全地穿越障礙物，其成功率高達90%。

　　另外的實驗也證明這樣的思維能力可以控制機械輪椅，而且一系列的可靠大腦信號甚至被用于演奏世界上的第一支“大腦管弦樂”。

　　在臨床醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用

　　腦機接口的研究是近年來康復(fù)醫(yī)學(xué)研究的一個熱點。

　　在這一技術(shù)的幫助下，未來有一天，坐在輪椅上的人可以通過腦機接口技術(shù)做更多事情。

　　一些科學(xué)家采用腦機接口技術(shù)推出了一系列的醫(yī)療設(shè)備。

　　比如豐田公司的智能輪椅，它可以僅憑人的思維駕馭。

　　輪椅上安裝有一個小桌板，上面可以放置筆記本電腦，坐輪椅的人戴上一個電極帽，腦電圖感應(yīng)裝置把大腦發(fā)出的信號傳輸給筆記本電腦，后者又將它們變成輪椅操作指令。

　　用思維操作的輪椅已經(jīng)不是什么新鮮玩意，但豐田公司的輪椅大大縮短了發(fā)出指令和執(zhí)行指令之間的時間。

　　過去這個過程需要好幾秒鐘，現(xiàn)在只需要千分之一秒。

　　據(jù)美國媒體報道，美國科學(xué)家研制出大腦思維翻譯器，它是一種可以實時翻譯大腦信號的技術(shù)，植入大腦內(nèi)部的裝置以無線的方式向外傳送大腦信號，外部的語言合成器可以實時接收大腦信號并將其翻譯成人類語言。

　　該技術(shù)已經(jīng)在一位閉鎖綜合癥患者身上取得實驗成功。

　　利用這項技術(shù)，“思想變語言”的過程僅僅需要50毫秒，這與神經(jīng)正常的人用語言表達自己的思想時反應(yīng)時間相持平。

　　從現(xiàn)在腦機接口的研究來看，用腦機接口技術(shù)來“窺測”人的內(nèi)心活動也是有可能的。

　　科學(xué)家們基于人們在重復(fù)思考時大腦會重復(fù)放電的認識，已經(jīng)找到一種方法來“重塑夢境”，甚至可以在人們觀看圖像時實時地將他們觀看的圖像“重塑”出來。

　　這一技術(shù)有潛在的應(yīng)用，例如，能夠用于獲知自閉癥孩子在看到面孔時如何反應(yīng)，了解這些孩子的思想活動。

　　在更廣泛的應(yīng)用層面，“窺探”人的思想也許能夠幫助揭示陷入重度昏迷的病人正在“想”什么，揭示老年癡呆癥患者的大腦活動。

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