美國科技企業(yè)家埃隆·馬斯克在宣布回收火箭、探索火星、月球旅游等頗為吸引眼球的項目后,28日又在推特發(fā)文稱,他成立了一家名為“神經連結”的創(chuàng)新公司,致力于讓人腦與計算機直接連接,甚至存取運算,或許還能下載記憶加以儲存。這個充滿濃郁科幻氣息的設想,迅速引起了人們的好奇——這一天真的會來到嗎?而科學家的回答是,我們距離這一天已越來越近了。
美國《華爾街日報》稱,馬斯克很早就對相關技術表示出興趣。他描述說:“人類的輸出水平太低了,特別是在手機上,只能靠兩個手指敲擊鍵盤;相對而言,我們的輸入就快得多,因為我們有一個進入大腦的視覺界面,它的傳輸效率很高,眼睛能獲取大量信息。”而“最好的解決方案或許是在大腦中添加AI層,這個第三數(shù)字層可讓人類與機器實現(xiàn)共生”。報道稱,馬斯克新公司的首款產品可能是利用植入物治療癲癇或抑郁癥等疾病。
關于人腦與機器之間的交互技術,在科幻影片中早就出現(xiàn)多次。在2009年的科幻大片《阿凡達》中,坐在輪椅上的男主角就借助思維控制人造“外星人”軀體,上演了一場“心靈感應”的神奇。在2013年的《環(huán)太平洋》中,人類控制巨型機甲大戰(zhàn)外星怪獸,依靠的正是人腦與機器傳感器的直連交互技術。雖然電影的科幻場景帶有藝術加工成分,但它們和馬斯克的新公司一樣,都有著共同的科技理論基礎——“腦控”技術。
“腦控”技術以計算機技術為基礎,主要以人類思維活動時腦部產生的連續(xù)電位變化(俗稱“腦電波”)為對象,是當前腦科學與認知科學領域的前沿技術。自1875年英國學者理查德·卡頓發(fā)現(xiàn)腦電活動以來,人們逐漸認識到腦電信號與思維意識的特殊關聯(lián)性,相繼展開對腦電波的深入研究。20世紀70年代,在大腦神經生物信號采集、處理和人機高效協(xié)同等技術的基礎上,“腦機接口”技術誕生,人們可以利用微傳感器捕捉腦電的波形變化,然后轉換成電信號發(fā)送給計算機,計算機經過分析運算判讀人腦想法,最終轉換成相應的操作信號,為實現(xiàn)計算機與人腦的交互傳輸?shù)於嘶A。
經過近半個世紀的發(fā)展,如今科學家已經初步能夠實時捕捉大腦神經信號,并直接控制外部設備,用人腦思維控制外部物體不再是幻想。2012年,中國浙江大學通過提取猴子的腦電波,成功實現(xiàn)通過“意念”控制機器手臂進行不同的精密動作。2013年3月,英國研究人員開發(fā)出第一種用于控制飛船模擬器的“腦機接口”裝置。在2014年世界杯開幕式上,巴西一名殘疾人利用“腦控”技術完成開球,這些都是“腦控”技術的最新成果。尤其是在醫(yī)學上,“腦控”技術是那些全身或部分癱瘓、但大腦仍可以正常工作的病人重獲行動自由的希望。
目前,“腦控”技術已發(fā)展為“腦控”和“控腦”兩大研究方向。其中“腦控”以腦機接口技術為基礎,研究實現(xiàn)人腦對機器的意念控制;“控腦”則利用侵入式腦機接口技術,利用計算機遙控對植入腦中的電極釋放電刺激,以相應電信號來取代部分神經作用,從而實現(xiàn)對動物甚至人類的意圖控制。
“腦控”技術涉及的研究學科非常廣泛,但核心關鍵技術在于對人腦思維活動電信號的精密測量、特征提取、模式識別和驅動控制。畢竟,人腦有數(shù)十億的神經元,形成的意識思維生物電波信號更是數(shù)不勝數(shù),現(xiàn)有的計算機遠不足以窮盡對人腦思維運算的識別和模擬。一名中國腦機接口領域知名專家曾向《環(huán)球時報》記者透露,現(xiàn)在還做不到直接通過腦電波讀取人腦的細致思維,對人腦神經信號所代表的含義進行精細解讀仍很困難。目前只能較好地解讀“向左走”“向右走”等特定的運動想象的神經信號。此外如何將電極用一種安全、微創(chuàng)的方法植入腦中并長期穩(wěn)定工作,也還需要努力。
盡管如此,“腦控”技術當前仍有廣闊而深遠的研發(fā)前景。不過也有不少人對這項技術表示擔心。除了機器與人類混合產生的倫理問題外,也有其他的安全憂慮——例如實驗證明,通過監(jiān)控測試者大腦對特定數(shù)字、詞組和日期的反應,就可以大大提高猜中測試者的個人密碼和生日的幾率。▲
(苑薇)
環(huán)球時報2017-03-31