腦機(jī)接口技術(shù)，讓未來充滿無限可能

阿斌

腦機(jī)接口技術(shù)給人類的未來帶來無限可能。人們借助科技力量實(shí)現(xiàn)了大腦與設(shè)備之間的信息交互，“只有你想不到的，沒有你做不到的”即將成為現(xiàn)實(shí)。

電影《阿凡達(dá)》被搬上熒幕之后，曾引導(dǎo)起了巨大的轟動(dòng)，創(chuàng)作者豐富的想象力讓觀眾嘆為觀止。電影向人們展示了遙遠(yuǎn)的外太空中一個(gè)猶如世外桃源一般的美麗星球——潘多拉星球。這個(gè)星球上不僅有在地球上不曾見過的美麗景色，還有擁有藍(lán)色皮膚、被稱為納威人的外星人。更讓觀眾驚嘆的是，人類也可以通過高科技手段，成為類似納威人的生命體——阿凡達(dá)?？蒲腥藛T通過設(shè)備和神經(jīng)控制系統(tǒng)，將人類的意識植入由納威人和人類的基因結(jié)合培育出的阿凡達(dá)的大腦中。這樣一桌，一個(gè)由人類意識驅(qū)使的阿凡達(dá)就產(chǎn)生了，他可以

均納威人一樣在潘多拉星球生活。

這種將意識植入大腦的技術(shù)，很像人們平時(shí)將數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦的過程。為了方便觀眾理解，影片借由女科學(xué)家格蕾絲解釋了一番：潘多拉星球上擁有數(shù)量龐大的樹木，這些樹木構(gòu)成了整個(gè)星球的信息網(wǎng)絡(luò)。納威人通過這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上傳和下載數(shù)據(jù)，形成記憶庫。這種結(jié)構(gòu)就像人類大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，也像電腦的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。電影通過這種具象化的畫面向觀眾展示了信息傳輸?shù)倪^程。

電影《阿凡達(dá)》反映了人類對腦機(jī)接口（Brain-Computer Interface，簡稱BCI）技術(shù)的最初想象。2021年4月，埃隆-馬斯克創(chuàng)立的腦機(jī)接口公司Neuralink將腦機(jī)接口技術(shù)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，讓這項(xiàng)技術(shù)不再只停留于想象。在實(shí)驗(yàn)室中，一只名叫帕格的猴子正緊盯著電腦屏幕玩乒乓球游戲。令人難以置信的是，帕格沒有用乒乓球拍，也沒有用游戲手柄，更沒有用鼠標(biāo)和鍵盤，而是用意念在玩乒乓球。它到底是如何做到的呢？

原來，研究人員在帕格的左右腦運(yùn)動(dòng)皮層中各植入了一塊芯片，它們可以記錄帕格大腦神經(jīng)元產(chǎn)生的電信號。起初，研究人員給帕格一根操縱桿，訓(xùn)練它在電腦前打乒乓球。帕格每打一個(gè)球，研究人員就對它進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。在這個(gè)過程中，兩塊芯片捕捉到帕格大腦中的電信號，這些電信號記錄了帕格的手部動(dòng)作，并通過藍(lán)牙傳輸給電腦。研究人員根據(jù)采集到的這些大腦信號，預(yù)測帕格的手部動(dòng)作，通過數(shù)學(xué)建模，精準(zhǔn)校驗(yàn)，最終用解譯器取代了游戲操縱桿，實(shí)現(xiàn)了讓帕格用意念來玩游戲的過程。從這個(gè)實(shí)驗(yàn)不難看出，腦機(jī)接口技術(shù)就是在大腦中植入一塊芯片建立控制通道，用戶可借助此通道直接通過大腦的想法來操縱設(shè)備。

腦機(jī)接口技術(shù)的實(shí)現(xiàn)并非易事。人類的大腦是由眾多神經(jīng)元組成的“超級計(jì)算機(jī)”，每個(gè)神經(jīng)元都相當(dāng)于一臺微處理器。不同神經(jīng)元之間通過電信號傳遞信息，并對信息進(jìn)行儲存和整理。這臺“超級計(jì)算機(jī)”能夠讀取大腦信號，直接控制外部設(shè)備，如控制人體四肢的運(yùn)動(dòng)等，或?qū)⑼獠啃畔⒕幋a后輸入大腦，實(shí)現(xiàn)替代、修復(fù)、增強(qiáng)或改善大腦的功能。這樣復(fù)雜的系統(tǒng)，稍不注意就會(huì)被損壞，因此腦機(jī)接口技術(shù)的研究經(jīng)歷了漫長的過程。

早在20世紀(jì)20年代，德國精神病學(xué)專家、腦電圖之父漢斯·伯格就實(shí)現(xiàn)了以無創(chuàng)的方式記錄人腦神經(jīng)電信號，這被廣泛認(rèn)為是腦機(jī)接口技術(shù)最早的神經(jīng)生理學(xué)研究的開端。之后，科研人員嘗試在神經(jīng)生理學(xué)的基礎(chǔ)上研究大腦信號，大腦活動(dòng)引發(fā)的電現(xiàn)象被正式作為一種生理信號進(jìn)入研究人員的視野。對動(dòng)物大腦生理學(xué)的研究和對實(shí)驗(yàn)設(shè)備工具的研究共同構(gòu)建了腦機(jī)接口專業(yè)研究的基礎(chǔ)。20世紀(jì)70年代，比利時(shí)學(xué)者、美國加州大學(xué)教授雅克·維達(dá)爾最早提出了“腦機(jī)接口”的概念。幾十年來，各國的科學(xué)家們都在致力于研究腦機(jī)接口這項(xiàng)新技術(shù)，并取得了一定突破。

在科學(xué)家們的共同努力下，腦機(jī)接口技術(shù)越來越多地造福于人類。它可以改善神經(jīng)系統(tǒng)病人的大腦功能，使他們不再受帕金森、癲癇、失眠等疾病的困擾；它可以讓高位截癱的病人在腦機(jī)接口與人工外骨骼技術(shù)的幫助下，邁開雙腿，恢復(fù)運(yùn)動(dòng)能力，甚至在世界杯開幕式上踢出一球；它可以讓癱瘓的病人通過操控機(jī)械臂，自己喝水、吃飯、打字與人交流等；它可以讓語言障礙患者借助腦機(jī)接口技術(shù)，恢復(fù)語言功能，用流暢的語言表達(dá)自己的情感；它還可以提高人們的記憶能力和學(xué)習(xí)能力，讓人們在學(xué)習(xí)時(shí)不用再死記硬背，讓讀書和學(xué)習(xí)變得輕松、快樂。

未來，腦機(jī)接口技術(shù)將成為推動(dòng)人類社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)重要技術(shù)。隨著腦機(jī)接口技術(shù)的升級以及與其他新技術(shù)的融合，這項(xiàng)技術(shù)或許能夠幫助人類與AI機(jī)器人和諧共生，通過程序設(shè)計(jì)來控制AI機(jī)器人的行為，避免AI機(jī)器人對人類造成威脅。

腦機(jī)接口技術(shù)給人類的未來帶來無限可能。人們借助科技力量實(shí)現(xiàn)了大腦與設(shè)備之間的信息交互，“只有你想不到的，沒有你做不到的”即將成為現(xiàn)實(shí)。