用大腦來控制電腦

用大腦來控制電腦

當計算機和網絡技術發展到一定階段，科學家們就希望人腦和計算機更緊密地聯接起來，為人類更好地服務。

在這種情況下，腦機接口技術誕生了。

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，成為全球科技產業發展的趨勢以及最值得期待的前沿創新項目，成為了科學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備連在一起的技術。

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

具體來説，腦機接口技術是人腦與計算機或其他電子設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。

腦機接口有有創和無創兩種形式，有創形式即在大腦中植入腦活動捕捉器，無創即在大腦外部設置捕捉器。

目前，腦機接口技術面臨兩個技術難題。

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

要突破這兩個難題，研究界還需要花上很多年時間。

科學家研究的目標，是使未來腦機接口技術成為人腦的一部分，就像是計算機的內存一樣，可以隨時調出來，為人所用。

心靈感應的實驗

在進行腦機接口研究時，往往先在動物身上進行，看看能不能實現腦機接口。

20世紀90年代，美國科學家就在恆河猴的腦中植入了一些電極，通過腦中直接採集的電信號來控制機械手。

經過一段時間的訓練之後，那隻猴子把這隻機械手當成了自己的手，可以運用自如。

現在，科學家更進一步，讓猴子與機械手之間產生了“心靈感應”。

浙大醫學院附屬第二醫院的腦外科醫生為一隻名叫“建輝”的猴子做了腦部手術，他們在“建輝”的大腦運動皮層植入兩個與200多個神經元相連接的芯片。

芯片的另一頭連接着一台計算機，它實時記錄“建輝”一舉一動發出的神經信號。

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

當“建輝”開心地玩着玩具，它的腦部信號被外部的計算機“截取”並“破譯”，直接傳遞到了機械手，“心靈感應”就這樣產生了：在不遠處，一隻機械手就像是與“建輝”有“心靈感應”，亦步亦趨同步做着與“建輝”一模一樣的手部動作。

美國杜克大學的神經學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，讓其中一隻小鼠腦中的信號能夠幫助另一隻小鼠完成智力遊戲。

科學家將一種特殊的設備植入兩隻小鼠的腦中。

甲鼠是“編碼者”，它曾受過特殊訓練，會通過壓下籠子裏的一根槓桿取得食物;乙鼠是“譯碼者”，沒有經過這樣的訓練。

進行實驗時，科學家記錄甲鼠腦中運動皮層的活動，再將記錄到的數據轉化成電子信號，通過神經鏈路傳輸到乙鼠大腦內植入的設備中。

儘管乙鼠對甲鼠所接受的訓練任務完全陌生，但它的運動皮層在處理來自甲鼠的信號後，也能從中得到有用的信息，知道壓下槓桿來取得食物。

用腦控制直升機

美國明尼蘇達大學的一位科學家長期致力於直升機試驗的研究，他試圖用腦機接口技術來控制直升機，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位參與者佩戴着裝有64個電極的“帽子”，然後通過計算機將腦電波與運動相匹配，之後計算機被設定成只依靠參與者的思維和WiFi網絡來控制直升機。

在大學的體育館中設了很多障礙物，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於演奏世界上的第一支“大腦管絃樂”。

在臨牀醫學上的應用

腦機接口的研究是近年來康復醫學研究的一個熱點。

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

一些科學家採用腦機接口技術推出了一系列的醫療設備。

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，腦電圖感應裝置把大腦發出的信號傳輸給筆記本電腦，後者又將它們變成輪椅操作指令。

用思維操作的輪椅已經不是什麼新鮮玩意，但豐田公司的輪椅大大縮短了發出指令和執行指令之間的時間。

過去這個過程需要好幾秒鐘，現在只需要千分之一秒。

據美國媒體報道，美國科學家研製出大腦思維翻譯器，它是一種可以實時翻譯大腦信號的技術，植入大腦內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並將其翻譯成人類語言。

該技術已經在一位閉鎖綜合症患者身上取得實驗成功。

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

從現在腦機接口的研究來看，用腦機接口技術來“窺測”人的內心活動也是有可能的。

科學家們基於人們在重複思考時大腦會重複放電的認識，已經找到一種方法來“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。

這一技術有潛在的應用，例如，能夠用於獲知自閉症孩子在看到面孔時如何反應，瞭解這些孩子的思想活動。

在更廣泛的應用層面，“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”什麼，揭示老年痴呆症患者的大腦活動。