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意念操控或成真 讓飛機(jī)上天，動(dòng)動(dòng)腦就行

小知識(shí)科普侵入接口技術(shù)美國(guó)國(guó)防部許敏鵬


意念操控或成真 讓飛機(jī)上天，動(dòng)動(dòng)腦就行



任何一項(xiàng)新的技術(shù)發(fā)明 ， 給世界帶來(lái)的影響都不可估量 。
就在近日 ， 據(jù)外媒報(bào)道 ， 美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）宣布 ， 其科學(xué)家團(tuán)隊(duì)將獲得資金支持 ， 研發(fā)無(wú)需手術(shù)就能讓人腦與機(jī)器實(shí)現(xiàn)快速“無(wú)縫交流”的技術(shù) 。
乍聽這一技術(shù) ， 令人不解 ， 即便在科技力量強(qiáng)大的今天 ， 人腦的秘密依舊是一個(gè)“迷” ， 人腦與機(jī)器如何實(shí)現(xiàn)“無(wú)縫交流”？
作為高度復(fù)雜的信息處理中心 ， 人腦的運(yùn)行方式、記憶形成等復(fù)雜功能的運(yùn)行機(jī)制一直未被破解 。 而腦機(jī)無(wú)縫銜接技術(shù)若能成功 ， 無(wú)疑會(huì)是人類史上又一突破性發(fā)明 ， 這一波操作能否讓“意念操控”成真？腦機(jī)無(wú)縫銜接技術(shù)的難點(diǎn)又是什么？針對(duì)上述問(wèn)題 ， 科技日?qǐng)?bào)采訪人員采訪了業(yè)內(nèi)相關(guān)專家 。
腦機(jī)怎么實(shí)現(xiàn)“交流” 解碼神經(jīng)生理信號(hào)中的信息
腦機(jī)無(wú)縫銜接技術(shù)屬于腦-機(jī)接口技術(shù)范疇 ， 早在上世紀(jì)90年代 ， 科學(xué)家便開始研究這類問(wèn)題 ， 以期實(shí)現(xiàn)“意念操控” 。 放眼全球 ， 腦-機(jī)接口技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)化正蹄疾步穩(wěn)地展開 。
美國(guó)《大眾科學(xué)》月刊網(wǎng)站于近日發(fā)文稱 ， 美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局正準(zhǔn)備組建由6名科學(xué)家組成的科研團(tuán)隊(duì) ， 出資請(qǐng)他們研發(fā)出無(wú)需手術(shù)就能讓人腦與機(jī)器實(shí)現(xiàn)快速“無(wú)縫交流”的技術(shù) 。 科學(xué)家們將通過(guò)遺傳工程技術(shù)、納米技術(shù)和紅外線等工具來(lái)了解士兵們的想法 ， 最終目標(biāo)是打造可以“用思想控制”的武器 。 例如 ， 士兵只需想一下 ， 就可將圖片或文件從一個(gè)大腦傳送至另一個(gè)大腦 。
美國(guó)賴斯大學(xué)生物工程學(xué)助理教授雅各布·魯濱遜是團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人之一 。 他對(duì)媒體表示：“這種武器是什么樣？舉例來(lái)說(shuō) ， 想象一下有這樣一個(gè)人 ， 他可以用大腦直接操控?zé)o人機(jī) ， 使其上升或下降 ， 或單憑人腦就可分析大量數(shù)據(jù)或信息 。 ”
天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院助理教授、天津神經(jīng)工程中心神經(jīng)計(jì)算組負(fù)責(zé)人許敏鵬長(zhǎng)期致力于神經(jīng)工程與腦-機(jī)接口方向的研究 。 近日他在接受科技日?qǐng)?bào)采訪人員專訪時(shí)表示 ， 腦-機(jī)接口技術(shù)主要是通過(guò)解碼大腦神經(jīng)生理信號(hào)中包含的意圖信息 ， 實(shí)現(xiàn)人腦與機(jī)器的直接交流或者“對(duì)話” ， 該技術(shù)按照設(shè)備安裝方式通常被分為非侵入式和侵入式 。 非侵入式是將電極放置在人體頭皮表面進(jìn)行信號(hào)收集或記錄 ， 整個(gè)記錄過(guò)程安全、方便 。
“但目前的非侵入式腦-機(jī)接口技術(shù) ， 記錄的神經(jīng)信號(hào)噪聲高、空間分辨率低 ， 嚴(yán)重限制了信號(hào)后期的解碼效果 。 侵入式則將電極放置在人體大腦顱腔內(nèi) ， 采用這種方式的優(yōu)勢(shì)是 ， 用該種技術(shù)采集的信號(hào)具有較高的信噪比和空間分辨率 。 但放置電極需要開顱手術(shù) ， 手術(shù)創(chuàng)口如果消毒不當(dāng) ， 則極易引發(fā)感染 ， 同時(shí)植入電極還存在生物相容性問(wèn)題 ， 這些缺點(diǎn)都限制了侵入式腦-機(jī)接口技術(shù)的應(yīng)用 。 ”許敏鵬介紹道 。
腦機(jī)無(wú)縫“交流”何時(shí)成真 短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)有難度但未來(lái)可期
在許敏鵬看來(lái) ， 外媒報(bào)道中所說(shuō)的腦機(jī)“無(wú)縫交流” ， 可能是指采用非侵入性或微創(chuàng)方式實(shí)現(xiàn)的腦機(jī)連接 。 微創(chuàng)技術(shù)多采用靈敏度和穩(wěn)定性都較高的微電極陣列 ， 來(lái)記錄目標(biāo)神經(jīng)元群釋放的信號(hào) ， 同時(shí)將環(huán)境干擾降低至最小化 。 “但這一技術(shù)目前在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中還需要解決諸多技術(shù)難題 ， 例如電極材料的選擇與設(shè)計(jì)、植入點(diǎn)周圍微環(huán)境的影響等 。 ”許敏鵬說(shuō) 。
而非侵入式腦-機(jī)接口技術(shù) ， 近年來(lái)已取得了巨大的進(jìn)步 ， 但由于人體大腦皮層活動(dòng)產(chǎn)生的神經(jīng)生理信號(hào)在穿過(guò)顱骨等組織層后 ， 信號(hào)質(zhì)量會(huì)被大大削弱 。 “所以 ， 要想用非侵入性腦-機(jī)接口技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)腦機(jī)‘無(wú)縫交流’ ， 其中一個(gè)重大挑戰(zhàn)是要讓相關(guān)設(shè)備能從信噪比低、信息量少的‘低質(zhì)信號(hào)’中 ， 提取有效特征并完成模式識(shí)別 。 ”許敏鵬說(shuō) 。

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