脑控黑科技，离我们还有多远？

你知道科幻作品中的脑控技术吗？在《黑客帝国》系列电影里所展现的脑控技术，就是将人的大脑通过一根电缆连接到“母体”的虚拟世界，然后将意识进行传送。那么，这究竟是怎样一种黑科技？在现实世界中真的有可能实现吗？

“缸中之脑”与脑机接口

其实，在现实生活中，也存在一种用于实现大脑与外界感知或运算处理设备连接的技术——脑机接口技术，它能够架起现实与幻想之桥。

1973 年，美国加州大学的计算机教授雅克·维达等人首次提出了脑机接口。它的实现原理非常简单明了：大脑在活动时会产生微弱的电波信号，如果我们能够利用计算机解读出所有脑电波信号所代表的意义，之后再通过传感器，无论是接收脑电波信号或者是反向将脑电波信号传送回大脑，就能代替神经系统，让大脑直接与外界进行沟通了。

1981 年，美国哲学家希拉里·普特南在他的著作《理性，真理与历史》中，曾经提出一个“缸中之脑”的假想，即假设某人的大脑被邪恶科学家取出后，放进装满营养液的缸中保证大脑存活。同时将大脑神经连接上计算机，通过程序向大脑传送信息，营造一切正常的幻象，甚至篡改记忆，让大脑以为自己仍然是一个完整的人。这跟脑机接口的理念如出一辙。

脑to 机，复健神器

由此可见，脑机接口就是能让大脑和计算机进行交流的技术，理论上它可以简单划分为两大研究领域：一个是“脑to 机”，就是大脑向计算机发出指令，告诉它要做什么；另一个是“机to脑”，即计算机向大脑传递信息。目前，“脑to 机”相对更为成熟，它可以让计算机读懂我们大脑的想法，进而做出相应反馈。这项技术运用于医学中的身体复健，目前已经拥有许多成功案例。

根据复健患者的不同症状，科学家们设计了三种不同的方式来接收脑电波信号：

第一种：主动式

这种方式需要患者在大脑中通过主动思考来发出指令，比如大脑想“鼓掌”，这一想法就变成脑电波，传递给外部设施（如机械手），然后由外部设施来完成相应动作。这种技术可以通过一系列的指令来完成较为复杂的动作。

不过在实际应用中，即使是一个看似简单的动作，实际上也是由多个指令组合而成的，比如“向前跨步”就可能包含屈膝、抬腿、骨盆前倾等一系列动作的组合。所以，患者们在实际操作时，过程往往比预想的要更加复杂。

第二种：反应式

这种脑机接口方式首先需要给患者提供不同类型的外部刺激，主要是视觉或者触觉方面的刺激，然后患者会对这些特定的刺激进行大脑反应，从而触发相应的指令。例如，用一些闪烁的字符对患者进行视觉刺激，患者就会将注意力集中在想要选择的字符上，这就相当于发出了指令：我要这个。

可以说，主动式脑机接口的患者做的是开放式的问答题，而反应式脑机接口的患者则是在做选择题，因此操作起来更加简单。

第三种：被动式

顾名思义，这种方式不需要患者自己主动“思考”发出指令，而是由脑机接口随时监控读取患者脑部的生理状态，如情绪、疲劳程度、紧张感等，并针对监控结果采取不同的应对机制。这类脑机接口一般用于脑部存在缺陷的患者的康复治疗，如自闭症或多动症患者。但它却存在潜在风险，即可能涉及侵犯患者隐私。这是一个伦理问题。试想一下，你会愿意让别人翻看你的日记，从而探知你的心事么？

由此我们可以看出，“脑to 机”模式在科幻故事中更像《蜘蛛侠》里用意识操纵机械触手的章鱼博士。

机to 脑，为时尚早

通过某种技术手段，在人类的大脑中创造出一个庞大的虚拟世界，这所涉及的便是“机to 脑”的研究领域了。不过目前人类在这一领域的研究成果寥寥，并且主要都集中在触觉反向传输方面。

2020 年，美国巴特尔纪念研究所与俄亥俄州立大学联合研发的一项脑机接口项目，成功让一名手部失去触觉的脊髓损伤患者重新恢复了部分触觉，其原理是提取患者皮肤上残留的触觉信号，并一点点将其增强放大，继而传回给他的大脑。

接着在2021 年，美国匹兹堡大学的生物工程学家团队在Science 杂志发表论文，描述了一种脑机接口应用：给机械手臂装上人造皮肤，当人造皮肤被挤压时，传感器就会将压力转换成触觉传输回大脑。

当然，这些成果距离用计算机模拟真实触觉信号并传输给人脑还有很长的路要走。而要达到像《黑客帝国》或“缸中之脑”那样，在人脑中凭空模拟出迷惑五感的虚拟世界来，更是为时尚早。不过同样值得庆幸的是，至少我们暂时不用面临“电脑侵入人脑，操纵人类意识”这一在科幻故事桥段中已经成了滥梗的科技伦理问题了，是吧！