猛 犸

腦機(jī)接口技術(shù)除了幫助那些無(wú)法說(shuō)話的人通過(guò)電腦實(shí)現(xiàn)溝通之外,還可以讓人們通過(guò)思考來(lái)控制計(jì)算機(jī)。也許有一天,我們能將自己的大腦和互聯(lián)網(wǎng)隨時(shí)連接在一起

不知道斯蒂芬?霍金想要什么圣誕禮物。對(duì)這位癱瘓已久的老人來(lái)說(shuō),重新說(shuō)話的能力應(yīng)該是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。幾天前,波士頓大學(xué)主導(dǎo)的一項(xiàng)研究成功地讓一位閉鎖綜合癥患者重新恢復(fù)了發(fā)音能力,將被禁錮在完全不能活動(dòng)的身體內(nèi)的大腦思維借助計(jì)算機(jī)傳遞了出來(lái)。他們的方法有些驚人——在病人大腦的中央前回植入電極,將截獲的腦電信號(hào)通過(guò)無(wú)線方式傳遞出來(lái),然后再用計(jì)算機(jī)翻譯成人類語(yǔ)言。

這是腦機(jī)接口(BCI,Brain Computer Interface)領(lǐng)域的一個(gè)新突破,它讓我們離人與機(jī)器合體的時(shí)代更近一步。從20世紀(jì)70年代開(kāi)始,美國(guó)國(guó)防部高級(jí)計(jì)劃研究署資助一項(xiàng)看似異想天開(kāi)的研究,試圖讓人僅僅通過(guò)思維來(lái)控制機(jī)器。在解剖學(xué)、物理學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的幫助下,腦機(jī)接口領(lǐng)域的研究突飛猛進(jìn)。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大腦中每個(gè)區(qū)域的大體功能,將大腦進(jìn)行某項(xiàng)特定思考時(shí)產(chǎn)生的電波信號(hào)和思考的結(jié)果對(duì)應(yīng)起來(lái),希望以此破解大腦思考之謎。

然而,傳統(tǒng)的腦電信號(hào)是通過(guò)頭皮外電極來(lái)接收的,分離出特定的信號(hào)就像在嘈雜的商場(chǎng)里聽(tīng)清遠(yuǎn)處某個(gè)特定人物的話語(yǔ)一樣困難。雖然人們可以通過(guò)分布在不同位置的多電極來(lái)拾取信號(hào),再根據(jù)其位置和強(qiáng)弱分離出指定信號(hào),但是其精確度依然不夠——對(duì)說(shuō)話這類精細(xì)復(fù)雜的活動(dòng)而言更是如此。

人們很自然地想到了更好的方法:從腦電信號(hào)產(chǎn)生的地方直接截取信號(hào)。也就是說(shuō),直接將電極接入人的大腦。2004年,四肢癱瘓的馬特?內(nèi)格爾的腦中被植入了一枚叫做“腦門”的芯片,上面有96個(gè)電極,可以精確接收1000多個(gè)神經(jīng)元的電信號(hào)。經(jīng)過(guò)9個(gè)月的艱苦練習(xí),馬特學(xué)會(huì)了只通過(guò)思考來(lái)控制一個(gè)機(jī)械手臂,這給他的生活帶來(lái)一些便利。幾年后,一只恒河猴也學(xué)會(huì)了這樣的技能,它很快就可以只用想法來(lái)控制機(jī)械手臂把香蕉送進(jìn)嘴里,靈活得好像那是自己的原生肢體一樣。美國(guó)國(guó)防部希望利用這種技術(shù)開(kāi)發(fā)出更仿真的假肢,讓那些不能使用自己肢體的病患能和正常人一樣生活。

與此相似,波士頓大學(xué)的研究者將電極植入人腦中負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)的中央前回,因?yàn)檎f(shuō)話也是一種運(yùn)動(dòng)——在腦中構(gòu)想出詞句后,需要通過(guò)精確控制聲帶來(lái)發(fā)出各種聲音。在功能性核磁共振成像技術(shù)的幫助下,研究者對(duì)比分析了病人在想要說(shuō)話和保持安靜時(shí)腦部區(qū)域的血液流量變化,來(lái)確定電極需要接入的位置。想要說(shuō)話時(shí)哪些區(qū)域附近的血液流量增加,就意味著發(fā)音時(shí)需要使用這些神經(jīng)元。然后,神經(jīng)元活動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電流被植入的電極分離出來(lái)。這些信號(hào)被放大后,以無(wú)線方式傳遞給接收機(jī),其原理與我們使用的公車IC卡類似。這些信號(hào)將被進(jìn)一步放大,被解釋成對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音,再通過(guò)喇叭播放?，F(xiàn)在這項(xiàng)技術(shù)的平均時(shí)滯為0.05秒左右,已經(jīng)足以讓人滿意。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的訓(xùn)練,參與這個(gè)項(xiàng)目的病人已經(jīng)能夠發(fā)出不少母音。雖然現(xiàn)在病人完全說(shuō)出整個(gè)的詞、句子和段落還有些困難,但已經(jīng)沒(méi)有技術(shù)上的障礙。

這種技術(shù)也許會(huì)帶來(lái)更驚人的用途。除了幫助那些無(wú)法說(shuō)話的人通過(guò)電腦實(shí)現(xiàn)溝通之外,它還可以讓人們通過(guò)思考來(lái)控制計(jì)算機(jī)——只需要將信號(hào)直接輸入到計(jì)算機(jī)的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)當(dāng)中即可,其準(zhǔn)確度將比現(xiàn)在通用的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)高得多。如果這種方式得到推廣,人們將會(huì)告別鍵盤和鼠標(biāo),甚至麥克風(fēng)。

手機(jī)的發(fā)明者阿蘭?庫(kù)珀認(rèn)為,未來(lái)10年內(nèi)手機(jī)將會(huì)變成植入人體的微型設(shè)備,直接想一想就能打電話。這很可能是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)之一。Intel的科學(xué)家聲稱要在2020年實(shí)現(xiàn)使用腦內(nèi)芯片控制電子設(shè)備的技術(shù)。也許有一天,我們能將自己的大腦和互聯(lián)網(wǎng)隨時(shí)連接在一起——就算真正的Matrix來(lái)臨,我們也不再需要在后腦勺插一根插頭。