脑机接口，开启“心灵感应”时期 /编号:KI171sk

脑机接口，开启“心灵感应”时期

　　对此，洪波提醒说，光遗传学可能供给无比有远景的解决方式。斯坦福大学的研究职员在老鼠的运动神经元中植入光敏感的绿藻基因，利用一束蓝色光缆作开关就可以准确地控制老鼠的运动。显然如果利用光控开关能精致控制每个细胞的活动，向大脑写入信息可能就不再只是科幻世界的故事了。

　　“把信号写入大脑，比从大脑读守信号难得多”。只管艰苦，生物医学工程学在这方面获得了良多适用性进展。洪波列举了人工耳蜗、帕金森脑起搏器在临床上的利用。在人工耳蜗中，声音经过处置转换成电脉冲信号，用来刺激大脑听觉通路的最前端??耳蜗，使重大耳聋的人重获听的感到，甚至修复听力。而帕金森脑起搏器通过脉冲电流刺激大脑中的负责活动稳固性的核团，大幅改良帕金森的症状，如震颤、僵直、异动等，从而改善病人生涯状况。

　　对比“脑运动图谱”或能读懂意识

　　洪波告知记者：“思维活动和脑电之间有直接的联系，实际上可以说脑电是思维活动的物资表示形式，从脑电可以在一定水平上揣测出思维活动。”类似于通过基因“标号”得到基因图谱，对脑电的标号，也许将会得到一张人类“脑活动图谱”。

　　无创伤式脑机接口通过实时记录和剖析头皮脑电，解读人的控制志愿，实现人脑对盘算机、家用电器、机器人等设备的直接掌握。神经细胞的放电量从皮层经由颅骨等传到头皮，只剩下多少十微伏，因而无创伤式采集到的信号辨别率较低。

　　显然与其作“心灵控制”的无稽之谈，不如享受脑机接口研究带来的“心灵感应”，毋庸着手，只有想一下，即可心想事成。（陈明立）

　　科学家利用微弱信号放大安装探测神经细胞的活动，“这是难题的，就像在一个宏大的体育场外试图只靠听觉判断出运动场内每个人的活动。”洪波形象地比方说。这样得到的脑电是很多细胞活动的总和，直接看好像没有任何意义，但是科学家通过庞杂的统计、发掘、分类算法，摸索出脑电数据中承载的大脑思维。

　　脑机接口：“心灵感应”的传布通路

　　如果有人说他用意念可以让球动起来，你相对不信任。而日前美国上市的一款新游戏，就是用意念让球穿梭充满阻碍的路线。另一端，在实验室“娇生惯养”的猴子，闲着双手，却在演出用意念控制假肢给本人喂食香蕉、花生的一幕。

　　洪波强调说，在畸形情形下，大脑时刻都在输入和输出信息，与外界存在做作通路，但在某些特别情况，例如高位截瘫病人，他们与外界正常交流的通路被损坏了，要懂得他们、让他们的生活有意思，就必需建破新的交换方式。这恰是脑机接口研讨的初衷。最近布朗大学经FDA同意将包含仅百个微电极的电极阵列植入一个高位截瘫病人的体内，从而取得单个细胞活动的放电，在临床上取得了显明功效。有创伤式不仅存在手术沾染的危险，还轻易引发排异反响导致电极被细胞包裹而失去信号采集作用。

　　写入信号比读取难得多

　　如果可能树立一张完全的脑活动图谱，包括所有的大脑活动的模式，那么对咱们记载到的某个人甲的脑活动，通过和图谱作比拟，就能够得悉甲此刻的意识。假如需要让第二个人乙晓得甲的意识，就须要将甲的脑信号的编码或者其余情势传给乙的大脑皮层。而无论记载发送者甲的脑信号，仍是传递给吸收者乙，都需要将甲跟乙的大脑与外部装备衔接起来构成发送或接受的通路，这就是脑机接口。

　　有创伤式：信号纯净但易感染

　　脑：“心灵感应”的发送器和接收器

　　在清华脑机接口实验室，自愿者戴上只有四五个电极的电极帽，从若干相似“感觉冷”“想喝水”“要坐下”等简单思维活动中随机抉择一个，计算机简直可以立即判定出意愿者当前的意愿。如果将计算机的断定作为控制命令传给空调或机器人，就可以让空调根据人的感觉主动调节温度，让机器人依据人的意愿端茶送水，真正开启人机交互的智能时代。如果可以将解读的意愿直接传给其他人的大脑，就能实现“心有灵犀不点自通”，“无声通话”规划也就不再是设想。

　　脑电：“心灵感应”的载体

　　但是，目前脑机接口的研究还处于单向通路阶段，即便反馈信息给大脑，个别也是为了让应用者判断外部设备的操作是否准确体现了其意志。那么是否实现“双向交通”的脑机接口，即读取大脑信息的同时也容许机器向大脑传递信息或者命令呢？在脑机接口中，大脑可以既是“发送器”又是“接收器”吗？

　　在片子《阿凡达》中，化身阿凡达有一条长长的辫子，除了雅观这条辫子还起着主要的链接作用。而实在生活中脑机接口临时还没有这么完善和洒脱，根据脑电信号的采集方式，分为有创伤式和无创伤式。

　　查究这些问题的症结在于意识神经信号和脑机接口，因此我们采访了清华大学医学院研究神经信息解码和脑机接口的洪波副教学，最近他所率领的团队取得了应用听觉皮层的活动信号辨认用户思维的技巧打破。这项工作作为封面文章发表在美国《IEEE神经体系与痊愈工程汇刊》上。

　　“刺激大脑皮层还不等于向大脑写入信号，不会转变大脑的思维”,清华总裁。洪波说明说，实际上目前对脑信号的认识还异常有限，脑机接口并没有读取人类意识，只是利用分类算法对脑电作分类，试图划分出脑电所代表的简单的思维活动。而把思维写入大脑，还需要建立思维活动与大脑皮层之间的映射关联，尤其是留神、记忆、语言等高级认知活动，但是现阶段人类对高级认知活动的大脑回路所知甚少。另外，假设发明了高级神经活动与大脑皮层之间的映射关系，向大脑精确写入信息还需要极其精细的定位，甚至精确控制单个细胞的活动。

　　人的大脑皮层约有1千亿个神经细胞。大脑时刻都在接收着来自外界和本身的刺激，这些刺激使得大脑皮层中一些区域的细胞活动加强，造成几十毫伏的放电脉冲，但这些电脉冲传到头皮名义就只有几十微伏的大小，十分幽微。

　　但目前，仿佛没有人能够靠意念生活。

　　脑电数据承载大脑思维

　　洪波说，如果读取大脑思维的科学行程实现了非常之一，那么向大脑写入信息的工作还不到百分之一。而且大脑有许多高等的、富有发明力的思维活动，借助脑机接口“感应”到的只是有限聚集的简略思维活动，关于检测和分析大脑新异的活动，还是神经科学范畴的一个困难。更要害的是，向大脑传递信息不即是修正其思维活动，例如在大脑与外界接洽的天然通路中，大脑接收刺激信号引起的只是皮层的反映，并不等同于思维活动自身。洪波强调：“人的思维永远是自在的，将来和当初一样没有人可以控制别人的意识。”

　　当冷天你觉得口渴,面前立刻呈现一杯热饮,当你从室外回来想要上网,电脑立刻自动启动,当你想呼吸窗外的新颖空气,窗子立刻翻开……这所有不必你命令，不用你操控，只要你想，意念就能实现。这是不是很像科幻？但这可能就是未来真正的智能时代。我们的心灵被感应，意念在霎时被兑现。

　　对于有创伤式脑机接口，采集神经信号的电极植入到大脑皮层中，这样得到的脑信号更为污浊，解码正确度更高。目前这种方法重要用于高位截瘫病人和动物试验。

　　然而，近几年越来越多的科学家投入“心灵感应”的研究，在幻想的蓝图中，不用按键、不用谈话，仅靠大脑活动就能实现其所想。美国国防高级研究方案局（DARPA）启动的“无声通话”名目，投入400万美元，致力于实现战场上部队内部依附脑信号到达准确而疾速的交流。那么科学研究领域的“脑电感应”是如何实现的呢？人类真能实现科幻世界中描写的“心灵控制”吗？

　　这在早些年代，必定会被以为是巫术，靠鲜为人知的阴谋摆弄“心灵把持”或者“心灵感应”的游戏。

起源：科技日报 2010 *** 10 *** 22

　　■ 延长浏览

　　科幻是不边界的，迷信同样永无尽头。跟着脑机接口的一次次冲破，或者DARPA刻画的“无声通话”打算中存在“心灵感应”的超级战队行将出生。然而从“心灵感应”到“心灵控制”，两字之差，间隔将会有多远呢？

　　“心灵感应”会导致“心灵节制”吗？

　　无创伤式：信号分辩率较低

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