人類腦對腦接口實驗首獲成功

將兩個人的大腦連接起來？這聽起來有點像剛剛熱映的大片《環太平洋》中能高度同步兩名機甲駕駛員的“Drift系統”。而現實中，正進行連接大腦實驗的華盛頓大學科學家們則將其比作《星際迷航》中瓦肯人的心靈融合。其實不止這些，在《阿凡達》等科幻片或科幻小說中，都能發現人機對接的橋段。那種身體不受自己控制、像被下了“魔咒”一樣的感覺既有致命的吸引力又無比可怕。

當然，現實中的腦對腦實驗還遠到不了這一程度。不過在日前華盛頓大學的實驗中，一名研究員可以通過自己大腦發射出的一個信號去控制遠處另一個研究員的行動，這是首次人類之間非侵入式腦對腦接口實驗，似乎讓人們看到了一絲大腦聯合工作的曙光。

你動腦、我動手，一起打游戲

為了更好地了解這個有趣的“游戲”，記者郵件聯系了實驗中的“接受者”，也就是負責動作輸出的華盛頓大學學習與腦科學研究所副教授安德烈·斯托克。

斯托克詳細向記者描述了整個“游戲”的過程。“游戲”一開始，他戴著一個紫色、像泳帽一樣的“家伙”，這其實是個“經顱磁刺激”線圈。而在與他相距甚遠、校園另一端的實驗室中，他的合作伙伴、華盛頓大學計算機科學與工程教授拉加什·拉奧也戴著一個看起來很像帽子的設備，而這實際上是個電極帽。

“最初，我和拉奧有一個把電極和經顱磁刺激結合起來、分別作為‘發送者’和‘接受者’的想法。為此，我們設計了一系列可行性實驗方案。不過最終，我們決定從最簡單的一個做起?！?/p>

當然，這個被他認為“最簡單”的實驗一點也不簡單。首先，拉奧戴上能讀取腦電圖的電極帽，盯著電腦屏幕上的游戲，當他想要發射大炮轟炸敵機時，他不能動手，只能臆想——想象著自己移動了右手，讓光標點空格鍵“開火”。而這時，斯托克正在遠處的實驗室中，不能自主活動，不能看Skype屏幕，甚至連臆想都不能有。幾乎就在拉奧想象開火同時，他的右手食指無意識地按下了鍵盤的空格鍵，就像在開火一樣。

回想起這一過程，斯托克表示，“我一點感覺都沒有。或者說，我注意到自己的手在動，但是僅此而以。當拉奧‘想法’傳來的時候，我沒有任何‘什么事情發生了’之類可意識到的感覺，直到我發現自己的手動了。就這樣，我們一個用腦、一個用手打下了一架飛機?！倍瓓W表示，實驗中看到自己腦中想象的移動被另一個大腦翻譯成真實的移動，那種感覺既興奮又怪異。

小游戲背后的科技

看過整個“游戲”過程的視頻后，上海市腦功能基因組學重點實驗室負責人林龍年告訴記者，在短短幾分鐘的視頻里，其實用到了兩種著名的科技：電極帽讀取“發送者”拉奧想法所產生的信號，并將其傳給“接受者”斯托克，而他使用經顱磁刺激使一部分大腦興奮，讓運動皮層活躍起來。

由于相隔甚遠，兩人不能只靠一根導線連接，這就需要互聯網來幫忙，用Skype把“按鍵射擊”信號發送過去。

值得注意的是，這個實驗是完全“非侵入式”的?！耙郧半姌O的使用是扎在頭皮下面的，控制運動皮層的神經，也就是‘侵入式’，現在只需要把點擊用膠水粘在頭皮上或戴上電極帽。這樣就能避免‘侵入式’可能帶來的腦損傷。但是一般來說，‘侵入式’電極可以把刺激做得更精準。同樣，外置的經顱磁刺激定位在不同腦部位置，只能刺激大概的腦區，精確度并不是很高。比如在這個試驗中，經顱磁刺激就是正對著左運動皮層，這里控制人的右手活動。”林龍年說。

出于安全性的考慮，人類適用于這種“非侵入式”的實驗。而在腦對腦接口的動物實驗中，則多用更直接的“侵入式”方法。2月，美國杜克大學的科學家把兩個只有頭發1%寬的微電極陣列植入兩只小鼠的大腦皮層運動區，并將電極連接起來。一只小鼠腦中的信號能夠同時幫助另一只小鼠完成智力游戲。

當然，目前的腦對腦實驗還只能讀取相對簡單的大腦運行模式。斯托克告訴記者，下一步他和拉奧將嘗試更復雜的信號傳輸，比如傳感信號。而拉奧表示，目前的實驗還只是一種單向信息流，他們的下一步工作是實現兩個大腦之間的直接雙向交流。

與腦機接口同出一門

對很多人來說，腦對腦接口可能很陌生。相對而言，腦機接口就要常見得多。事實上，這兩者被視為“一條藤上的兩朵花”。不少科學家認為，腦對腦接口就是將一個大腦與另一個任何人從未研究過的、最復雜的計算機連接在一起，而這臺計算機就是另一個人的大腦。

清華大學生物醫學工程系博士生導師洪波介紹，這個實驗是腦機接口的變形。在原本的腦機接口試驗中，從大腦讀出的腦電信號被翻譯成控制命令，會直接顯示在電腦上或控制機器人；而在這一實驗中，控制命令用刺激的方法讓其他人做出反應。

與腦機接口一樣，腦對腦接口的兩大支柱科學也是大腦與計算機。正如斯托克告訴記者的，“我是學神經科學的，而拉奧的專業背景是計算機。雖然這兩個專業看起來相距甚遠，但是我們一起為腦機接口工作室工作，都在研究大腦特定部分——基底節的計算機模型，并決定將腦機接口擴展到腦對腦接口中?！?/p>

與腦對腦接口相比，腦機接口的研究更加廣泛。目前為止，這項研究已持續了超過40年。從實用角度看，現在已經能夠在帕金森病人腦中植入類似芯片的刺激器，按規律刺激神經細胞，使其重新活動，這一技術的臨床效果很好，是腦機接口的典范。用于恢復受損聽覺、視覺的植入式計算機芯片也已經出現。

而從更廣闊的研究角度來看，去年中國浙江大學求是高等研究院腦機接口研究團隊宣布，他們運用計算機信息技術成功提取并破譯了猴子大腦關于抓、勾、握、捏四種手勢的神經信號，使猴子的“意念”能直接控制外部機械。

同年晚些時候，香港中文大學宣布研制出一個“腦機接口”系統，可將腦電波轉換成繁體中文字，讓全身癱瘓而無法說話的病人，有機會打開心窗。

理想很豐滿，現實很骨感

和腦機接口一樣，腦對腦接口也有著無數理想中的應用。拉奧就表示，這項技術未來可用于飛機出現嚴重問題時，地面人員可以幫助飛機上的乘務員或乘客；或者讓癱瘓病人用意念告訴別人他需要食物和水。而最妙的是，即使兩個人說不同的語言，從一個人到另一個人的腦信號也是管用的。

斯托克的設想可能更得學生們的歡心?；ヂ摼W這種連接計算機的方法，現在可以成為連接大腦的方式。我們希望能實現知識在人腦間的傳播。這似乎為學習“苦手”們帶來了一絲希望。

這些關于腦對腦接口的暢想都很神奇，甚至還會激起普通民眾的擔憂，質疑這項技術未來的安全性。不過事實上，目前離這些應用的產生還很遙遠，大可不必擔心。拉奧就指出，這項技術只能讀取確定的簡單腦信號，而不是一個人的思想，不會讓任何人獲得在違反他人意愿情況下控制其行為的能力。

而更重要的，與腦機接口一樣，腦對腦接口應用成為現實的最大阻礙也在于我們對大腦的認識太有限了。洪波表示，大腦有自身工作語言，我們還不知道大腦如何思維，也不清楚信息如何編碼。只有這些都搞清楚了，那些神奇的腦對腦應用才有可能實現。