用大腦來(lái)控制電腦

用大腦來(lái)控制電腦

　　用大腦來(lái)控制電腦

　　當計算機和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)發(fā)展到一定階段，科學(xué)家們就希望人腦和計算機更緊密地聯(lián)接起來(lái)，為人類(lèi)更好地服務(wù)。

　　在這種情況下，腦機接口技術(shù)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(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢以及最值得期待的前沿創(chuàng )新項目，成為了科學(xué)家下一步的研究對象。

　　大腦與電腦相連

　　聽(tīng)起來(lái)腦機接口技術(shù)這個(gè)名字很陌生，實(shí)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(shù)。

　　“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(jiǎn)單電路到硅芯片。

　　具體來(lái)說(shuō)，腦機接口技術(shù)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(gè)通道，人就可以直接通過(guò)腦來(lái)表達想法或操作其他設備，而不需要通過(guò)語(yǔ)言或肢體的動(dòng)作，這是一種全新的通信和控制方式。

　　腦機接口有有創(chuàng )和無(wú)創(chuàng )兩種形式，有創(chuàng )形式即在大腦中植入腦活動(dòng)捕捉器，無(wú)創(chuàng )即在大腦外部設置捕捉器。

　　目前，腦機接口技術(shù)面臨兩個(gè)技術(shù)難題。

　　第一個(gè)難題是通過(guò)什么樣的方式從人的大腦中獲得信息，并對信息進(jìn)行有效解讀;第二個(gè)難題是如何把設備植入大腦，并且保證這個(gè)設備能夠在使用者幾十年生活中正常運轉。

　　要突破這兩個(gè)難題，研究界還需要花上很多年時(shí)間。

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

　　心靈感應的實(shí)驗

　　在進(jìn)行腦機接口研究時(shí)，往往先在動(dòng)物身上進(jìn)行，看看能不能實(shí)現腦機接口。

　　20世紀90年代，美國科學(xué)家就在恒河猴的腦中植入了一些電極，通過(guò)腦中直接采集的電信號來(lái)控制機械手。

　　經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的訓練之后，那只猴子把這只機械手當成了自己的手，可以運用自如。

　　現在，科學(xué)家更進(jìn)一步，讓猴子與機械手之間產(chǎn)生了“心靈感應”。

　　浙大醫學(xué)院附屬第二醫院的腦外科醫生為一只名叫“建輝”的猴子做了腦部手術(shù)，他們在“建輝”的大腦運動(dòng)皮層植入兩個(gè)與200多個(gè)神經(jīng)元相連接的芯片。

　　芯片的另一頭連接著(zhù)一臺計算機，它實(shí)時(shí)記錄“建輝”一舉一動(dòng)發(fā)出的神經(jīng)信號。

　　研究人員利用獲得的神經(jīng)信號，研發(fā)出神經(jīng)信號實(shí)時(shí)分析系統，對記錄到的200個(gè)神經(jīng)信號進(jìn)行解讀，最終區分出了“建輝”抓、勾、握、捏4種不同信號的“密語(yǔ)”。

　　當“建輝”開(kāi)心地玩著(zhù)玩具，它的腦部信號被外部的計算機“截取”并“破譯”，直接傳遞到了機械手，“心靈感應”就這樣產(chǎn)生了：在不遠處，一只機械手就像是與“建輝”有“心靈感應”，亦步亦趨同步做著(zhù)與“建輝”一模一樣的手部動(dòng)作。

　　美國杜克大學(xué)的神經(jīng)學(xué)教授也進(jìn)行了一項十分有趣的實(shí)驗，使兩個(gè)相距幾千千米的小鼠建立起了一種電子連接，讓其中一只小鼠腦中的信號能夠幫助另一只小鼠完成智力游戲。

　　科學(xué)家將一種特殊的設備植入兩只小鼠的腦中。

　　甲鼠是“編碼者”，它曾受過(guò)特殊訓練，會(huì )通過(guò)壓下籠子里的一根杠桿取得食物;乙鼠是“譯碼者”，沒(méi)有經(jīng)過(guò)這樣的訓練。

　　進(jìn)行實(shí)驗時(shí)，科學(xué)家記錄甲鼠腦中運動(dòng)皮層的活動(dòng)，再將記錄到的數據轉化成電子信號，通過(guò)神經(jīng)鏈路傳輸到乙鼠大腦內植入的設備中。

　　盡管乙鼠對甲鼠所接受的訓練任務(wù)完全陌生，但它的運動(dòng)皮層在處理來(lái)自甲鼠的信號后，也能從中得到有用的信息，知道壓下杠桿來(lái)取得食物。

　　用腦控制直升機

　　美國明尼蘇達大學(xué)的一位科學(xué)家長(cháng)期致力于直升機試驗的研究，他試圖用腦機接口技術(shù)來(lái)控制直升機，為此他進(jìn)行了一項意念控制直升機模型的實(shí)驗。

　　實(shí)驗時(shí)，他讓5位參與者佩戴著(zhù)裝有64個(gè)電極的“帽子”，然后通過(guò)計算機將腦電波與運動(dòng)相匹配，之后計算機被設定成只依靠參與者的思維和WiFi網(wǎng)絡(luò )來(lái)控制直升機。

　　在大學(xué)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(guò)大腦的思維和手的動(dòng)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(shí)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于演奏世界上的第一支“大腦管弦樂(lè )”。

　　在臨床醫學(xué)上的應用

　　腦機接口的研究是近年來(lái)康復醫學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。

　　在這一技術(shù)的幫助下，未來(lái)有一天，坐在輪椅上的人可以通過(guò)腦機接口技術(shù)做更多事情。

　　一些科學(xué)家采用腦機接口技術(shù)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?xún)H憑人的思維駕馭。

　　輪椅上安裝有一個(gè)小桌板，上面可以放置筆記本電腦，坐輪椅的人戴上一個(gè)電極帽，腦電圖感應裝置把大腦發(fā)出的信號傳輸給筆記本電腦，后者又將它們變成輪椅操作指令。

　　用思維操作的輪椅已經(jīng)不是什么新鮮玩意，但豐田公司的輪椅大大縮短了發(fā)出指令和執行指令之間的時(shí)間。

　　過(guò)去這個(gè)過(guò)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(xué)家研制出大腦思維翻譯器，它是一種可以實(shí)時(shí)翻譯大腦信號的技術(shù)，植入大腦內部的裝置以無(wú)線(xiàn)的方式向外傳送大腦信號，外部的語(yǔ)言合成器可以實(shí)時(shí)接收大腦信號并將其翻譯成人類(lèi)語(yǔ)言。

　　該技術(shù)已經(jīng)在一位閉鎖綜合癥患者身上取得實(shí)驗成功。

　　利用這項技術(shù)，“思想變語(yǔ)言”的過(guò)程僅僅需要50毫秒，這與神經(jīng)正常的人用語(yǔ)言表達自己的思想時(shí)反應時(shí)間相持平。

　　從現在腦機接口的研究來(lái)看，用腦機接口技術(shù)來(lái)“窺測”人的內心活動(dòng)也是有可能的。

　　科學(xué)家們基于人們在重復思考時(shí)大腦會(huì )重復放電的認識，已經(jīng)找到一種方法來(lái)“重塑夢(mèng)境”，甚至可以在人們觀(guān)看圖像時(shí)實(shí)時(shí)地將他們觀(guān)看的圖像“重塑”出來(lái)。

　　這一技術(shù)有潛在的應用，例如，能夠用于獲知自閉癥孩子在看到面孔時(shí)如何反應，了解這些孩子的思想活動(dòng)。

　　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”什么，揭示老年癡呆癥患者的大腦活動(dòng)。

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