腦控時(shí)代

馬迪

十余架無(wú)人機(jī)整齊地排列在起飛線之后，不遠(yuǎn)處，準(zhǔn)備參加競(jìng)速比賽的選手們聚精會(huì)神。他們手中沒(méi)有遙控器，也沒(méi)有任何其他操縱設(shè)備，只有頭上戴著統(tǒng)一的黑色頭盔，觸角狀的傳感器延伸至他們的前額。“三，二，一，出發(fā)！”一聲令下，無(wú)人機(jī)突然開始啟動(dòng)、上升，發(fā)出嗡嗡的轟鳴，有的飛得搖搖欲墜，有的則快速飛過(guò)了終點(diǎn)線。

這是2016年4月在美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)舉行的世界首次腦控?zé)o人機(jī)競(jìng)速大賽，共有16名選手參加。用“意念”控制無(wú)人機(jī)，聽(tīng)起來(lái)挺玄乎，真的能做到嗎？

讓我們先從“意念”的本質(zhì)—腦電波談起。

眾所周知，所有活著的生物組織都有生物電現(xiàn)象，這是所謂生命的基本特征之一，腦組織當(dāng)然也不例外。大腦產(chǎn)生的生物電呈現(xiàn)在科學(xué)儀器上就像波浪狀的曲線，因此被稱為腦電波。

對(duì)腦電波的探索可以追溯到1875年，當(dāng)時(shí)一位英國(guó)的醫(yī)生首次在動(dòng)物身上檢測(cè)到了腦電活動(dòng)，可惜他發(fā)表的論文并沒(méi)有引起重視。人類腦電波第一次被記錄下來(lái)是1924年，德國(guó)精神病學(xué)家貝格爾將兩個(gè)連著電線的金屬片，分別放在病人的前額和后腦時(shí)，記錄到了清晰的曲線變化。這種用來(lái)測(cè)量腦電波的方法叫做腦電圖（Electroencephalogram，簡(jiǎn)稱EEG）。科學(xué)家很快發(fā)現(xiàn)，當(dāng)人專注于某個(gè)事物，進(jìn)行某個(gè)動(dòng)作時(shí)，特定的腦電波會(huì)加強(qiáng)，通過(guò)大量記錄和分析這些腦電波信號(hào)，可以推測(cè)大腦的思維活動(dòng)，并翻譯成對(duì)應(yīng)的命令，來(lái)控制計(jì)算機(jī)或者其他電子設(shè)備。這就是腦控技術(shù)的原理。有樂(lè)觀的展望認(rèn)為，分析腦電波不但能夠推斷出人的想法和意圖，甚至還可以翻譯還原為語(yǔ)言。

那么，人們的想法真的是這么簡(jiǎn)單就可以被解讀出來(lái)嗎？

人的大腦由上億條活躍的腦神經(jīng)組成，軸突長(zhǎng)度總共有170000千米。這些腦神經(jīng)進(jìn)行互動(dòng)構(gòu)成了人類的思考，但過(guò)程和原理始終是一個(gè)難解之謎—我們對(duì)于大腦的高級(jí)認(rèn)知活動(dòng)仍然幾乎一無(wú)所知。腦電波解讀的只是用戶的反應(yīng)，而不是讀取思想，這種場(chǎng)景只可能出現(xiàn)在科幻電影中。

應(yīng)該說(shuō)，腦控技術(shù)研究的目標(biāo)從來(lái)就不是成為全知全能的“讀心術(shù)”。那么，大腦和機(jī)器的交互到底可以實(shí)現(xiàn)些什么？

還記得電影《阿凡達(dá)》嗎？男主角是一位坐在輪椅上的殘疾人，卻可以用思維去控制一具人造外星人的身軀。這需要一個(gè)復(fù)雜的人機(jī)互動(dòng)系統(tǒng)，很有可能就是BCI。

“腦-機(jī)接口”（B r a i n - C o m p u t e r Interface，簡(jiǎn)稱BCI）是指創(chuàng)建腦與外部設(shè)備之間的直接連接通路，這是目前腦控技術(shù)研究領(lǐng)域中最前端的形式。BCI中的“腦”可以指人、動(dòng)物，或其腦細(xì)胞的培養(yǎng)物和神經(jīng)系統(tǒng)；“機(jī)”則指從簡(jiǎn)單電路到復(fù)雜芯片的任何處理或計(jì)算設(shè)備。像任何通訊及控制系統(tǒng)一樣，BCI由輸入（如使用者的腦電波信號(hào)）、輸出（如控制外部設(shè)備的指令）、信號(hào)處理和轉(zhuǎn)換等功能環(huán)節(jié)組成。

追溯歷史，我們發(fā)現(xiàn)BCI技術(shù)并不久遠(yuǎn)。1973年，美國(guó)科學(xué)家維達(dá)爾首次提出了BCI技術(shù)的概念萌芽。至今為止，BCI研究主要針對(duì)幫助殘疾人重新獲得聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)或肢體行動(dòng)的能力—比如，讓癱瘓的人能夠靠“想”來(lái)控制假肢。

該技術(shù)面臨的主要難題是，如何更精確地采集與分析腦電波信號(hào)。“腦-機(jī)接口”按其接口方式，可分侵入式、部分侵入式、非侵入式等類型，前者顯然比后者的精度更高，而后者則比前者風(fēng)險(xiǎn)更大。能夠接收大腦發(fā)出的控制信號(hào)，傳輸?shù)饺嗽斓耐夤趋阑蛘呒∪馍希@種通常只是在科幻小說(shuō)或電影中看到的場(chǎng)景，如今已經(jīng)在科學(xué)家的多年努力下成為現(xiàn)實(shí)。

早在2012年，美國(guó)曾經(jīng)耗資1億美元研發(fā)了一只機(jī)械手，通過(guò)在癱瘓病人的大腦左半球運(yùn)動(dòng)皮層內(nèi)植入一組電極，成功地在被試者的意念控制下，拿起了一只杯子。到了2014年，美國(guó)食品和藥物管理局（FDA）批準(zhǔn)了第一種可用意念控制的假肢上市。這種假肢與真人手臂大小、重量相似，以電池驅(qū)動(dòng)，假肢中的電腦芯片能將大腦的指令“翻譯”成10余種動(dòng)作，幫助使用者完成用鑰匙開門、做飯、吃飯、使用拉鏈、刷牙、梳頭等動(dòng)作。

腦控技術(shù)的目的在于僅憑意念去操作物體對(duì)象，它涉及生物醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化控制等多個(gè)高精尖領(lǐng)域，堪稱最富科幻色彩的未來(lái)科技之一。在麻省理工學(xué)院的“21世紀(jì)能改變世界的10大技術(shù)”排行榜中，“腦-機(jī)接口”技術(shù)排名第一位。

人們已經(jīng)意識(shí)到，“腦-機(jī)接口”不僅僅止于恢復(fù)人體的功能，也可能用于增強(qiáng)人體功能，正如好萊塢大片里的超級(jí)英雄們一樣。電影純屬虛構(gòu)，現(xiàn)實(shí)充滿巧合。有朝一日，你也許會(huì)像戴一塊智能手表一樣，戴著腦控設(shè)備與周邊的事物進(jìn)行互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自己的“超能力”之夢(mèng)。