美国科技企业家埃隆·马斯克在宣布回收火箭、探索火星、月球旅游等颇为吸引眼球的项目后,28日又在推特发文称,他成立了一家名为“神经连结”的创新公司,致力于让人脑与计算机直接连接,甚至存取运算,或许还能下载记忆加以储存。这个充满浓郁科幻气息的设想,迅速引起了人们的好奇——这一天真的会来到吗?而科学家的回答是,我们距离这一天已越来越近了。
美国《华尔街日报》称,马斯克很早就对相关技术表示出兴趣。他描述说:“人类的输出水平太低了,特别是在手机上,只能靠两个手指敲击键盘;相对而言,我们的输入就快得多,因为我们有一个进入大脑的视觉界面,它的传输效率很高,眼睛能获取大量信息。”而“最好的解决方案或许是在大脑中添加AI层,这个第三数字层可让人类与机器实现共生”。报道称,马斯克新公司的首款产品可能是利用植入物治疗癫痫或抑郁症等疾病。
关于人脑与机器之间的交互技术,在科幻影片中早就出现多次。在2009年的科幻大片《阿凡达》中,坐在轮椅上的男主角就借助思维控制人造“外星人”躯体,上演了一场“心灵感应”的神奇。在2013年的《环太平洋》中,人类控制巨型机甲大战外星怪兽,依靠的正是人脑与机器传感器的直连交互技术。虽然电影的科幻场景带有艺术加工成分,但它们和马斯克的新公司一样,都有着共同的科技理论基础——“脑控”技术。
“脑控”技术以计算机技术为基础,主要以人类思维活动时脑部产生的连续电位变化(俗称“脑电波”)为对象,是当前脑科学与认知科学领域的前沿技术。自1875年英国学者理查德·卡顿发现脑电活动以来,人们逐渐认识到脑电信号与思维意识的特殊关联性,相继展开对脑电波的深入研究。20世纪70年代,在大脑神经生物信号采集、处理和人机高效协同等技术的基础上,“脑机接口”技术诞生,人们可以利用微传感器捕捉脑电的波形变化,然后转换成电信号发送给计算机,计算机经过分析运算判读人脑想法,最终转换成相应的操作信号,为实现计算机与人脑的交互传输奠定了基础。
经过近半个世纪的发展,如今科学家已经初步能够实时捕捉大脑神经信号,并直接控制外部设备,用人脑思维控制外部物体不再是幻想。2012年,中国浙江大学通过提取猴子的脑电波,成功实现通过“意念”控制机器手臂进行不同的精密动作。2013年3月,英国研究人员开发出第一种用于控制飞船模拟器的“脑机接口”装置。在2014年世界杯开幕式上,巴西一名残疾人利用“脑控”技术完成开球,这些都是“脑控”技术的最新成果。尤其是在医学上,“脑控”技术是那些全身或部分瘫痪、但大脑仍可以正常工作的病人重获行动自由的希望。
目前,“脑控”技术已发展为“脑控”和“控脑”两大研究方向。其中“脑控”以脑机接口技术为基础,研究实现人脑对机器的意念控制;“控脑”则利用侵入式脑机接口技术,利用计算机遥控对植入脑中的电极释放电刺激,以相应电信号来取代部分神经作用,从而实现对动物甚至人类的意图控制。
“脑控”技术涉及的研究学科非常广泛,但核心关键技术在于对人脑思维活动电信号的精密测量、特征提取、模式识别和驱动控制。毕竟,人脑有数十亿的神经元,形成的意识思维生物电波信号更是数不胜数,现有的计算机远不足以穷尽对人脑思维运算的识别和模拟。一名中国脑机接口领域知名专家曾向《环球时报》记者透露,现在还做不到直接通过脑电波读取人脑的细致思维,对人脑神经信号所代表的含义进行精细解读仍很困难。目前只能较好地解读“向左走”“向右走”等特定的运动想象的神经信号。此外如何将电极用一种安全、微创的方法植入脑中并长期稳定工作,也还需要努力。
尽管如此,“脑控”技术当前仍有广阔而深远的研发前景。不过也有不少人对这项技术表示担心。除了机器与人类混合产生的伦理问题外,也有其他的安全忧虑——例如实验证明,通过监控测试者大脑对特定数字、词组和日期的反应,就可以大大提高猜中测试者的个人密码和生日的几率。▲
(苑薇)