脑控时代

文｜马 迪

脑控时代

文｜马 迪

十余架无人机整齐地排列在起飞线之后，不远处，准备参加竞速比赛的选手们聚精会神。他们手中没有遥控器，也没有任何其他操纵设备，只有头上戴着统一的黑色头盔，触角状的传感器延伸至他们的前额。“三，二，一，出发！”一声令下，无人机突然开始启动、上升，发出嗡嗡的轰鸣，有的飞得摇摇欲坠，有的则快速飞过了终点线。

这是2016年4月在美国佛罗里达大学举行的世界首次脑控无人机竞速大赛，共有16名选手参加。用“意念”控制无人机，听起来挺玄乎，真的能做到吗？

让我们先从“意念”的本质—脑电波谈起。

众所周知，所有活着的生物组织都有生物电现象，这是所谓生命的基本特征之一，脑组织当然也不例外。大脑产生的生物电呈现在科学仪器上就像波浪状的曲线，因此被称为脑电波。

对脑电波的探索可以追溯到1875年，当时一位英国的医生首次在动物身上检测到了脑电活动，可惜他发表的论文并没有引起重视。人类脑电波第一次被记录下来是1924年，德国精神病学家贝格尔将两个连着电线的金属片，分别放在病人的前额和后脑时，记录到了清晰的曲线变化。这种用来测量脑电波的方法叫做脑电图（Electroencephalogram，简称EEG）。科学家很快发现，当人专注于某个事物，进行某个动作时，特定的脑电波会加强，通过大量记录和分析这些脑电波信号，可以推测大脑的思维活动，并翻译成对应的命令，来控制计算机或者其他电子设备。这就是脑控技术的原理。有乐观的展望认为，分析脑电波不但能够推断出人的想法和意图，甚至还可以翻译还原为语言。

那么，人们的想法真的是这么简单就可以被解读出来吗？

人的大脑由上亿条活跃的脑神经组成，轴突长度总共有170000千米。这些脑神经进行互动构成了人类的思考，但过程和原理始终是一个难解之谜—我们对于大脑的高级认知活动仍然几乎一无所知。脑电波解读的只是用户的反应，而不是读取思想，这种场景只可能出现在科幻电影中。

应该说，脑控技术研究的目标从来就不是成为全知全能的“读心术”。那么，大脑和机器的交互到底可以实现些什么？

还记得电影《阿凡达》吗？男主角是一位坐在轮椅上的残疾人，却可以用思维去控制一具人造外星人的身躯。这需要一个复杂的人机互动系统，很有可能就是BCI。

“脑-机接口”（Brain-Computer Interface，简称BCI）是指创建脑与外部设备之间的直接连接通路，这是目前脑控技术研究领域中最前端的形式。BCI中的“脑”可以指人、动物，或其脑细胞的培养物和神经系统；“机”则指从简单电路到复杂芯片的任何处理或计算设备。像任何通讯及控制系统一样，BCI由输入（如使用者的脑电波信号）、输出（如控制外部设备的指令）、信号处理和转换等功能环节组成。

追溯历史，我们发现BCI技术并不久远。1973年，美国科学家维达尔首次提出了BCI技术的概念萌芽。至今为止，BCI研究主要针对帮助残疾人重新获得听觉、视觉或肢体行动的能力—比如，让瘫痪的人能够靠“想”来控制假肢。

该技术面临的主要难题是，如何更精确地采集与分析脑电波信号。“脑-机接口”按其接口方式，可分侵入式、部分侵入式、非侵入式等类型，前者显然比后者的精度更高，而后者则比前者风险更大。能够接收大脑发出的控制信号，传输到人造的外骨骼或者肌肉上，这种通常只是在科幻小说或电影中看到的场景，如今已经在科学家的多年努力下成为现实。

早在2012年，美国曾经耗资1亿美元研发了一只机械手，通过在瘫痪病人的大脑左半球运动皮层内植入一组电极，成功地在被试者的意念控制下，拿起了一只杯子。到了2014年，美国食品和药物管理局（FDA）批准了第一种可用意念控制的假肢上市。这种假肢与真人手臂大小、重量相似，以电池驱动，假肢中的电脑芯片能将大脑的指令“翻译”成10余种动作，帮助使用者完成用钥匙开门、做饭、吃饭、使用拉链、刷牙、梳头等动作。

脑控技术的目的在于仅凭意念去操作物体对象，它涉及生物医学、计算机、自动化控制等多个高精尖领域，堪称最富科幻色彩的未来科技之一。在麻省理工学院的“21世纪能改变世界的10大技术”排行榜中，“脑-机接口”技术排名第一位。

人们已经意识到，“脑-机接口”不仅仅止于恢复人体的功能，也可能用于增强人体功能，正如好莱坞大片里的超级英雄们一样。电影纯属虚构，现实充满巧合。有朝一日，你也许会像戴一块智能手表一样，戴着脑控设备与周边的事物进行互动，实现自己的“超能力”之梦。

早在2012年，美国曾经耗资1亿美元研发了一只机械手，通过在瘫痪病人的大脑左半球运动皮层内植入一组电极，成功地在被试者的意念控制下，拿起了一只杯子。