用意念控制機器

路西

大腦控制機器的技術

用意念打開電視機、駕駛汽車、控制機器人，這些場景在科幻電影中經常出現，但實際上，未來20年，用我們的大腦控制機器會是一件非常普通的事。

這需要“腦機接口”技術，它是目前比較前沿的研究方向。2017年，美國科技狂人伊隆·馬斯克成立了神經連接公司（Neuralink），這家科技企業致力于把人腦與電腦連起來，讓我們隨時隨地都能和任何帶有電腦芯片的設備進行交流。2018年，美國國防高級研究計劃局也計劃開發下一代腦機接口技術，目的是提高軍事人員的能力。因為腦機接口技術可以讓軍事人員通過大腦控制無人機等設備，同時還可以增強軍事人員的記憶力等。

神經與機器的相互影響

腦機接口（Brain-Computer Interface）是能夠讀取來自大腦神經細胞的電信號，并將電腦的信息傳遞給大腦的裝置。腦機接口的任務包括兩項：記錄和刺激。

腦機接口記錄大腦電信號，將電信號傳送給計算機，計算機解碼電信號并執行相應的指令。例如，大腦下達一個打開空調的指令并產生相應的電信號，腦機接口記錄了這個電信號，把它傳給計算機，計算機分析電信號，將它轉換成計算機可以識別的指令，再告訴空調。

目前腦機接口主要應用于幫助癱瘓的人。癱瘓病人腦部依舊能思考，但是肢體卻不聽使喚，這時機器可以根據病人腦部活動的指示，幫助病人控制假肢和表達想法等。

腦機接口還可以通過計算機輸入信號，這些信號會刺激神經元，將計算機信息告訴大腦。例如，當我們想要了解某一信息的時候，我們可以通過意念下達任務，等計算機找到網頁后，腦機接口可以將網頁上的內容“寫入”我們的腦內。

像盲人和聾啞人，看不到東西或聽不見聲音，但他們的腦部是正常的。給他們戴上助聽器（人造耳蝸）或人造視網膜，這些裝置通過腦機接口，就將聲音和圖像等轉換成電信號，傳達給大腦。

腦機接口還有一個用途，就是可以治療神經疾病，比如緩解偏頭痛和治療癲癇等。這些疾病的產生有其相應的大腦電信號，腦機接口可以下達反向的電信號，最終達到抑制這些疾病的效果。

雖然目前腦機接口主要應用于醫療領域，但隨著技術發展，人們用意念操控汽車的夢想也將很快實現。伊隆·馬斯克的設想非常遠大，他憧憬著一個全民普及腦機接口的社會，到那時，腦機接口將娛樂、辦公、遠程控制、增強記憶等多項功能融合在一起，進一步提高人們的生活質量和幸福指數。

“腦機接口”連接大腦

腦機接口有兩種連接大腦的方式：腦電波和植入法。腦電波技術廣泛用于臨床醫療，是一種間接測量神經活動的工具。該裝置的傳感器接觸我們的大腦，檢測大腦電信號的變化，最后將大腦的活動以腦電波的形式展示出來。由于腦電波的傳感器只能接觸大腦的外部，所以它檢測電信號的效果比較差，只能讓神經學家大致了解大腦的哪個區域在說什么。

高效讀取大腦神經活動信息的方式是將設備植入大腦中。植入越多用來感受電信號的電極，讀取效果越好。但將電極插到人類最精密的器官中有很大的風險，一不小心就會導致人癱瘓，或者死亡。

目前，植入腦機接口的臨床試驗主要集中在癱瘓患者身上，因為他們愿意承擔這樣的風險。植入腦機接口的四肢癱瘓患者在經過一段時間的練習后，就可以用大腦操作電視、控制電腦屏幕上的光標、發送電子郵件和打字。這種腦機接口需要將100多個電極和一組非常粗的電線直接插入頭骨，感染的風險非常大，并且只能實現一部分的腦機交互（大腦和計算機相互連結）。要想實現完全的腦機交互可能需要更多的電極。

腦機接口技術要想進一步發展，就必須解決電池的問題。因為植入大腦的腦機接口需要動力，就必須配置電池，因此首先要求腦機接口的電池在大腦的水環境中不能被腐蝕。其次，給腦機接口充電不需要動手術把電池拿出來。前者可以通過植入模仿神經組織的軟電池解決，后者需要找到一種無線的供電方式。

神經塵埃

美國加州大學伯克利分校的工程師開發出了一種沙粒大小的微型傳感器——神經塵埃（Neural Dust）。神經塵埃不需要電池，超聲波可以為它提供動力。實際上，神經塵埃是一種特殊的晶體，它可以將超聲波的能量轉化為電力，他們還在進一步設計更小的、可以用于人體的神經塵埃。如果想在不打開頭骨的情況下將神經塵埃植入大腦，神經塵埃的尺寸必須更小。

神經塵埃滿足了可植入無線設備的要求。隨著它的出現，我們再也不需要笨重的電池。未來，我們可以通過納米大小的腦機接口設備控制任何電器，增強人的記憶力。