導讀:腦機接口技術(shù),即腦、機、接口,三者的結(jié)合,將大腦的信息通過適當?shù)慕涌诩夹g(shù)來讀取,并操控外部設備的動作。
人類歷史上,每一次重大的技術(shù)革命,都會引發(fā)對人類自身乃至整個社會的沖擊。腦機接口(BCI)也一樣,對人類社會來說,這門技術(shù)將引發(fā)一場新的社會變革的風暴。因此,美國電子工程學專家霍華德·奇澤克先生最近指出:腦機結(jié)合時代即將來臨,它將徹底改變我們的工作和生活方式。
腦機接口技術(shù),即腦、機、接口,三者的結(jié)合,將大腦的信息通過適當?shù)慕涌诩夹g(shù)來讀取,并操控外部設備的動作。這些外部設備可以是一個機器人,可以是虛擬鍵盤,可以是其他任何想要操控的東西。當前對腦機接口技術(shù)的開發(fā)已走出實驗室,并進入初步應用階段;如何讓這門技術(shù)服務于社會,推動它的廣泛應用,是當前研究的熱點。目前,該技術(shù)已經(jīng)成為了全球各國科技競爭的戰(zhàn)略高地。
回顧腦機接口技術(shù)的發(fā)展歷程,1929年德國精神病學家漢斯·貝格爾先生發(fā)表的第一篇有關(guān)腦電圖的文章,開啟了人類對大腦活動的研究歷史;1973年,美國加州大學洛杉磯分校的雅克·維達爾先生首次提出了“腦機接口”的構(gòu)想,雖然受限于當時的計算機運算能力,他之后十年的研究并未取得預期進展,但他的大膽預測與實踐,為后來的研究者引領(lǐng)了方向。
上個世紀90年代,腦機接口技術(shù)的研究不斷取得新成果。例如,巴西科學家米格爾·尼科萊利斯先生在美國達勒姆提取葉猴皮層運動神經(jīng)元的信號來控制機器人手臂,進而操控遠在日本東京的機器人的動作;他的最新研究是讓三只猴子協(xié)調(diào)工作來完成一項任務,這項涉及大腦網(wǎng)絡的研究,將腦機接口技術(shù)帶入了如何擴展腦能力的新階段。2014年,在巴西圣保羅世界杯開幕式上,癱瘓青年通過腦機接口踢出了當年世界杯的第一球,更是為腦機接口技術(shù)的研究與應用揭開了嶄新的一頁。
腦機接口技術(shù)是腦機結(jié)合的新發(fā)展方向,是實現(xiàn)人類與機器共生的技術(shù);它從大腦直接提取信號,翻譯成控制命令來控制計算機或者機器人等外部設備。目前的腦機接口主要分為植入式和非植入式兩大類。前者為有創(chuàng)技術(shù),需要把電極芯片裝入大腦,或把計算機設備裝在人體里,實現(xiàn)混合的人類和電子系統(tǒng);后者為無創(chuàng)技術(shù),只要貼上電極芯片并從大腦外采集信號,就能夠?qū)崿F(xiàn)對外部設備的控制。植入式和非植入式都各有優(yōu)劣。
有專家認為:腦機接口技術(shù)的發(fā)展可以大致分成三個階段。第一個階段,指Interface,也即接口(目前還在初級階段);第二個階段,指Interaction,也即交互;第三個階段,指Intelligence,即腦機智能。最終,腦機接口將增強人類的能力,例如,人類可能會擁有超感知能力,有更好的視覺和聽覺。腦機接口技術(shù)目前主要應用于醫(yī)療領(lǐng)域,它在未來將得到進一步發(fā)展,應用領(lǐng)域也在不斷擴大。
前不久,“科技狂人”、美國實業(yè)家及工程師埃隆·馬斯克先生表示,由他創(chuàng)立的腦機接口公司(Neuralink)很快就完成人類大腦植入,原則上可以修復任何大腦問題,包括提升視力和聽力、恢復肢體功能、治療老年癡呆癥和漸凍癥等。近日他還表示,腦機接口技術(shù)有可能刺激人體內(nèi)釋放出血清素、催產(chǎn)素等化學物質(zhì),發(fā)揮了神經(jīng)元的作用。馬斯克先生的宣布,徹底引爆了外界對于腦機接口技術(shù)的關(guān)注。
眾所周知,人類大腦擁有至少1000億個神經(jīng)元;這些神經(jīng)元又構(gòu)成10^15個神經(jīng)聯(lián)接,將復雜相連的神經(jīng)首尾相接,總長度超過18萬公里。如此復雜的網(wǎng)絡性讓人類擁有了智慧,探究大腦卻成為了全世界科學家努力抵達的“終極疆域”。由美國佐治亞理工學院領(lǐng)銜的國際研究團隊,最近用腦科學技術(shù)和電子技術(shù)結(jié)合在一個腦機接口系統(tǒng)中;用戶可以通過想象一個動作,來無線控制輪椅或機械臂。
1995年11月,在美國芝加哥舉行的“大腦與機器”學術(shù)研討會上,中國科學家及未來學家周海中先生預言:在21世紀初葉,腦機結(jié)合時代即將到來;屆時,人類文明的進程將會大大加快。從目前情況看,他的這一預言很快就會實現(xiàn)。隨著科技的進步,尤其是腦機接口技術(shù)的發(fā)展,未來人類社會將會變得越來越美好。