“意念控制”是怎樣進行的？

韋澤艷

“大到鯨魚，小到細菌，生物電現象是生命活動最基本的特征之一。而正基于此，“意念控制”等應用才得以頻頻刷屏。今天，我們就來揭開這個神秘面紗。”

前不久熱映的好萊塢科幻電影《環太平洋2》中，主人公身處機甲戰士身體內，隨心所欲地控制機甲，就好像是控制自己的身體一樣。“神經元融合度越高，機甲的戰斗力越強”，片中的這句臺詞道出了人機融合的關鍵所在。這場科幻盛宴也再一次刷新了人們對“意念控制”的認識。

實際上，意念控制技術包括了神經科學、認知科學、計算科學、物理學、數學等多領域多學科，這種技術的初級階段，主要是腦機交互（BCI）。“腦”即是人腦，說準確一些，是人腦的神經系統，“機”就是任何用于計算和處理的設備，從芯片、電路到計算機都是。腦機交互就是利用大腦在做神經活動時產生的腦電信號（EEG），實現人腦與計算機或其他電子設備的直接通信和控制，實質為計算機通過腦信號推斷人的想法或目的。

腦電如何提取？

要理解腦機交互，首先得知道什么是“腦電”和它如何被提取。生物電現象是生命活動的基本特征之一，各種生物均有電活動的表現，大到鯨魚，小到細菌，都有或強或弱的生物電。英文細胞（cell）一詞也有電池的含義，無數的細胞就相當于一節節微型的小電池，是生物電的源泉。

人腦中有許多的神經細胞在活動著，并成電器性的變動。腦中的電器性震動我們稱之為腦波。通俗來說，腦波是由腦細胞所產生的生物能源，或者是腦細胞活動的節奏。現代腦電圖學中，根據腦電頻率與幅度的不同，將腦電波劃分為四種波段：d波、B波、0波和8波。

由于腦波活動具有一定的規律性特征，且和大腦的意識存在某種程度的對應關系，在興奮、緊張、昏迷等不同狀態之下，腦電波的頻率會有明顯的不同，腦波這種隨情緒波動而變化的特性，使得人類對于腦波的開發利用成為了可能。但由于人的大腦被頭蓋骨緊緊包裹，屏蔽了大量的腦波，腦電波的提取必須依靠電極等精密的電子儀器，從頭皮上將腦部的自發性生物電位加以收集、放大并記錄。

生物反饋是手段

腦機交互的實現依賴于腦機雙向適應性。一方面是要求使用者采用合適的方式和手段不斷調整自身大腦狀態，產生最佳信號，以適應計算機解析算法。另一方面計算機執行合適的解析算法對腦電信號進行分析，分析結果控制計算機或者電子設備。反饋是實現BCI系統中“腦對機的適應性”主要交互手段。

BCI系統主要的反饋手段是生物反饋，它不同于傳統控制系統中的反饋。該反饋是系統將輸出結果反饋給使用者，使用者將結果與期望進行對比，然后對自身思維意識進行合理調節，使得系統的輸出結果更接近于期望值。當大腦通過不斷地反饋，修正，產生最佳腦電信號后，計算機可利用機器學習獲得解析算法，產生控制命令。

為人類服務是終極目標

當然，意念控制腦機交互作為一項前瞻性實驗，目前還在起步階段，困難重重，包括BCI信號處理速度慢，信號提取精度低，信號采集和處理方法需改進，腦電信號抗干擾性弱，自適應差，機器學習技術不成熟等。但是一旦這項黑科技得以實現，它給我們帶來的將是無法想象的顛覆。

如果說VR改變我們看世界的方式，語音技術改變我們聽說世界的方式，那么意念控制技術將會徹底改變我們與世界交互的方式。它可以幫助殘障人士更好地與世界相處；控制機器人替身去完成高風險的任務作業；探知大腦工作原理，治療精神疾病患者；改變人類的社交方式以及成為人與機器和諧相處的終極答案。（編輯/任偉）