BCI技術(shù):讀懂你的心

　　在過(guò)去的30年里，科學(xué)家一直在開(kāi)發(fā)一種被稱(chēng)為BC工(Brain-ComputerInterface)的人機(jī)交流界面，這是一種試圖連接人腦和機(jī)器的技術(shù)，被認(rèn)為在未來(lái)有不可限量的應(yīng)用價(jià)值。在這種技術(shù)的幫助下，只要人的大腦能夠思維，哪怕他們無(wú)法動(dòng)彈或不能說(shuō)話(huà)，意念也能幫助他們交流信息，發(fā)出指令和控制機(jī)器。現(xiàn)在，隨著研究的不斷深入，這種技術(shù)的應(yīng)用前景已經(jīng)日益顯現(xiàn)。
　　
　　讀心
　　
　　目前，全世界有很多癱瘓病人處于“閉鎖綜合征”的狀態(tài)中，即他們完全失去了自理和交流能力，肌肉萎縮、口不能言，甚至可能連眨眼這樣簡(jiǎn)單的事都做不了。現(xiàn)在，BCI技術(shù)為這些病人帶來(lái)了希望。利用BCI技術(shù)，微電極能采集病人大腦中的電信號(hào)，機(jī)器則嘗試識(shí)別這些電信號(hào)的含意，語(yǔ)音合成器則將病人內(nèi)心的語(yǔ)言轉(zhuǎn)變成語(yǔ)音，這就是美國(guó)猶他大學(xué)的生物工程學(xué)家布蘭德利·格雷格和他的同事們要達(dá)到的目標(biāo)。
　　
　　科學(xué)家們?cè)谝晃话d癇病志愿者的腦部植入了一種名為“微皮層腦電圖”的裝置，它們被分別植入大腦中控制面部運(yùn)動(dòng)和語(yǔ)言理解的區(qū)域：面部運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)和韋尼克氏區(qū)。研究人員讓志愿者反復(fù)誦讀一些詞語(yǔ)，如冷、熱、是、否、餓、渴等，電腦同時(shí)將志愿者的腦信號(hào)顯示在屏幕上。科學(xué)家們相信，這些腦信號(hào)的不同特征與志愿者讀出的詞匯是有聯(lián)系的，解讀這些信號(hào)便能將病人內(nèi)心想說(shuō)的話(huà)語(yǔ)“翻譯”出來(lái)。
　　
　　實(shí)驗(yàn)的結(jié)果證明這個(gè)想法是可行的，盡管科學(xué)家們目前的解讀正確率只有28％～48％，但己高于完全沒(méi)有根據(jù)的猜測(cè)。研究人員認(rèn)為，隨著電極數(shù)量的增加，“翻譯”的準(zhǔn)確率可提高到90％。不過(guò)，由于語(yǔ)言的復(fù)雜性，他們也意識(shí)到“翻譯”內(nèi)心話(huà)語(yǔ)有可能遇到更多的麻煩。就拿“是”這個(gè)詞來(lái)說(shuō)，在不同的情形下說(shuō)出，意思可能是不一樣的。
　　
　　助殘
　　
　　將BCI神經(jīng)電極植入到人的大腦中的工作開(kāi)始于1996年，當(dāng)時(shí)，美國(guó)神經(jīng)學(xué)家菲利普·肯尼迪和他的同事們對(duì)電極做了改進(jìn)，采用一種細(xì)小的玻璃圓錐體，其大小只相當(dāng)于圓珠筆尖，錐體中有金屬絲和一個(gè)神經(jīng)增長(zhǎng)單元，它可以刺激神經(jīng)細(xì)胞接近電極。
　　
　　科學(xué)家們將電極植入到一個(gè)因中風(fēng)而導(dǎo)致癱瘓的病人大腦中后，這位病人漸漸地學(xué)會(huì)了做很多事，他能用大腦的力量控制一個(gè)電腦屏幕上的光標(biāo)，能通過(guò)拼寫(xiě)單詞和他人進(jìn)行交流，這是人類(lèi)用意念控制機(jī)器的第一次成功嘗試。
　　
　　現(xiàn)在，科學(xué)家們又發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)細(xì)胞還能控制電腦屏幕上的圖片。科學(xué)家們要求一些接入了BCI神經(jīng)電極的癲癇病志愿者觀看電腦屏幕上重疊的圖片，然后用意念將其中的一幅凸顯出來(lái)，同時(shí)讓另一幅從屏幕上消失。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，只要志愿者將注意力集中在相應(yīng)的圖片上，他們就能做到這一點(diǎn)。這件事讓志愿者們產(chǎn)生了濃厚的興趣，他們很快便能嫻熟控制屏幕上的圖片了。一旦病人學(xué)會(huì)了嫻熟地運(yùn)用自己的神經(jīng)細(xì)胞，他們接下來(lái)便可以控制屏幕上的光標(biāo)了。
　　
　　科學(xué)家們相信，BCI技術(shù)將最終成為殘障人士的好幫手。在未來(lái)，這些人不僅能利用BCI技術(shù)操作電腦，還能用它控制代步裝置和仿生手臂。
　　
　　測(cè)謊
　　
　　現(xiàn)今的測(cè)謊儀測(cè)的是人的心跳、呼吸、血壓等由心理狀態(tài)引發(fā)的生理反應(yīng)，由此推斷被測(cè)者是否在說(shuō)謊，但未來(lái)的測(cè)謊儀卻可以直接測(cè)量人的思想，因?yàn)锽CI技術(shù)會(huì)將測(cè)謊術(shù)帶入一個(gè)全新的階段。
　　BCI測(cè)謊要捕捉的是被測(cè)者代表謊言的大腦波形，這種波形被科學(xué)家命名為“P300”。美國(guó)西北大學(xué)的心理學(xué)教授皮特·羅森菲爾德發(fā)現(xiàn)，人們?cè)谝淮蟠~語(yǔ)中聽(tīng)到自己的名字時(shí)會(huì)出現(xiàn)P300波形，人們?cè)谡f(shuō)謊時(shí)候也會(huì)出現(xiàn)P300波形，這為測(cè)謊提供了理想的指標(biāo)。2010年8月，羅森菲爾德和他的同事將29名學(xué)生分成兩組，他們讓這兩組學(xué)生模擬性地分別策劃一次“度假”和一次“恐怖襲擊”。然后，他們?cè)趯W(xué)生們的頭皮上貼上電極，同時(shí)讓他們看一組在電腦屏幕上輪番顯現(xiàn)的畫(huà)片，如一些城市的圖片等等。科學(xué)家們希望通過(guò)分析P300波形，從這些人中找到策劃了襲擊的“恐怖分子”以及他們欲襲擊的目標(biāo)、方式和行動(dòng)的時(shí)間。這次測(cè)試獲得了令人滿(mǎn)意的結(jié)果，研究人員在完全不知道策劃內(nèi)容的情況下找出了12名“恐怖分子”中的10名，并識(shí)破了30項(xiàng)犯罪項(xiàng)目中的20項(xiàng)。
　　研究人員是如何做到的呢?奧妙就在于比較P300波形的強(qiáng)度，當(dāng)一幅畫(huà)片出現(xiàn)在被測(cè)試者的視線(xiàn)中時(shí)，電極也在記錄他的P300波形。假若“恐怖分子”看到了與他們的計(jì)劃相關(guān)聯(lián)的東西，例如欲攻擊城市的圖片等，他們的P300波形就會(huì)很強(qiáng)，反之則會(huì)比較弱。分析這些波形和畫(huà)片之問(wèn)的聯(lián)系，人們便不難從中找他們想要的東西。科學(xué)家們認(rèn)為，這種測(cè)謊的準(zhǔn)確率還可以進(jìn)一步提高，因?yàn)閷W(xué)生們的“策劃”只進(jìn)行了30分鐘，而真正的恐怖分子要襲擊一個(gè)目標(biāo)則有可能策劃幾天，幾個(gè)星期，甚至是幾個(gè)月，這必然會(huì)產(chǎn)生更強(qiáng)的P300波形。
　　BCI技術(shù)是一種正在發(fā)展的技術(shù)，除上述的“讀心”、“助殘”和“測(cè)謊”之外，它自然還有其他更多的用途。它將為人類(lèi)的未來(lái)帶來(lái)什么，人們正在拭目以待。
　　
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