“脑机接口”距离走进我们的生活还有多远

很多科幻电影的爱好者一定很早就了解到“脑机接口”这种“黑科技”。

《阿凡达》中男主是来自地球的人类战士，当他进入睡眠舱之后，科研人员通过计算机技术解读男主的大脑信息，利用脑机接口技术将人类的意识转移至这个克隆人中；在《黑客帝国》中，主人公尼奥可以通过脖颈上植入的电极，即时将武术技能下载到大脑中，仅仅几秒钟，他便成为了跆拳道大师，轻而易举地打倒了追杀他的人；以上这样的情节看似天方夜谭，但也许真的可能成为现实。

“脑机接口”这一话题在近年成为热点。那到底什么是脑机接口呢？

脑机接口简称“BCI”，Brain Computer Interface，最早来源于 1973 年，美国加州大学维达尔教授发表在《生物物理学与生物工程年度评论》上的一篇论文，在这篇学术论文中首次创造了“BCI”这个术语，他认为 BCI 是“大脑与外界直接进行信息通讯的方式”并搭建了世界上第一个非植入式脑机接口系统。

脑机接口技术的实现共包括下述四个主要因素：信号采集、信号或数据处理、设备输出以及操作协议；

① 信号采集是脑机接口系统所记录的大脑信号或信息的输入，将该信号进行数字化以便分析。

② 信号 / 数据处理是指将原始信息转换成有用的设备命令，包括特征提取（确定信号中有意义的变化）以及特征转换（将信号变化转换为设备命令）。

③ 设备输出是由脑机接口系统管理的命令或控制功能，可以是简单形式的基本文字处理和通信，也可以是更高级别的控制，例如驾驶轮椅或控制假肢。

④ 操作协议是指用户控制系统如何运行的方式，包括打开或关闭系统，提供何种反馈以及反馈的速度、系统执行命令的速度，以及在各种设备输出之间切换。

简单的来说，“脑机接口”可以将大脑中的神经元信号转换为能够在现实世界中移动物体的具有实际意义的指令，在医疗、军事、神经娱乐、认知训练、神经生物经济学等方面都有所应用。

利用脑机接口技术实现视觉的“人工眼球”，帮助盲人“看到”更复杂的信息，实现他们看清世界的梦想指日可待。

“人工耳蜗”是最早开发并成功应用的脑机接口技术之一，可以为患有严重感音神经性耳聋且传统助听器无效的人提供人工听觉。

现代著名宇宙学家斯蒂芬・威廉・霍金（Stephen William Hawking）就安装了一个类似脑机接口的设备。该设备就像一台脑电图传感器一样，能够将霍金的思维和计算机连接在一起，这样一来，他就能保持自己同外部世界的联系了。

《阿凡达》中所涉及到的“意念控制”就是基于脑机接口技术实现的。2013 年 DAPRA 资助了一项名为“阿凡达”的科学研究项目，目的是在未来使士兵能够通过“意念控制”远程操控“机甲战士”，从而代替士兵完成各种战斗任务。

通过脑机接口技术，航天员直接用思想来输出操作指令，既省去了航天员移动手臂去完成操作花费的大量时间，又减少了体力消耗和精神消耗。航天员只要“趟”在空中，就可以完成一系列运动意图的指令输出，从而完成一系列的飞船隔空控制。

2016 年，我国天宫二号和神舟十一号载人航天飞船飞行过程中，两位航天员完成人类历史上首次太空脑机交互。这次测试意义重大，为我国载人航天工程的新一代医学与人因保障提供了关键科学依据。

《攻壳机动队》、《头号玩家》等脍炙人口的科幻作品，给观众们创造了一个个神奇的科幻世界。

“元宇宙”是利用科技手段进行链接与创造的，与现实世界映射与交互的虚拟世界，为人们提供了一种新鲜的、低成本的休闲娱乐体验。在元宇宙里，玩家的“五感”都可以得到实现。

终有一天，基于脑机接口的“元宇宙”，将不再只是一种想象、一种产品、一个空间，而是会成为一种新的“现实世界”。

脑机接口技术是中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划的重点发展的一项关键技术。未来，脑机接口在军事领域的应用主要可分为以下 3 个方面：

① 仿脑技术：武器的“智能”可能接近人类。

② 脑控技术：利用思想控制对抗武器将成为现实。

③ 控脑技术：让敌人受制于己方意志。

虽然目前“脑机接口”还处于起步水平，但随着科技发展，未来可能比科幻更科幻，也许“意念互联”就在不远的明天。

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来源：《给青少年讲脑科学》

作者：闫天翼

本文来自微信公众号：原点阅读 （ID：tupydread），作者：闫天翼

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