時(shí)事熱點(diǎn)如果單獨(dú)提起腦機(jī)連接這個(gè)概念可能會(huì)讓大家覺得陌生,但是如果讓大家聯(lián)想《黑客帝國(guó)》這類讓主角們進(jìn)入虛擬世界的影視作品,一定會(huì)讓大家對(duì)腦機(jī)連接產(chǎn)生一些具象的認(rèn)識(shí)。與科幻電影中復(fù)雜的腦機(jī)連接裝置不同,現(xiàn)實(shí)中的腦機(jī)接口比較樸素,是一塊芯片加上連接電腦的裝置。
近日,加州大學(xué)舊金山分校(Universityof California, San Francisco, UCSF)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)的研究人員在《New England Journal of Medicine》上發(fā)表了一項(xiàng)研究成果。研究人員在研究成果中表示,通過(guò)他們研發(fā)的腦機(jī)連接設(shè)備,將一名十五年前因中風(fēng)而失去語(yǔ)言能力的男子的腦電波轉(zhuǎn)換成了一個(gè)完整的句子!
據(jù)悉,這是現(xiàn)代研究首次成功地從癱瘓不能說(shuō)話的人的大腦活動(dòng)中解碼出完整的單詞。
腦機(jī)連接是什么?
神經(jīng)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),在大腦功能保持正常的情況下,就算運(yùn)動(dòng)器官和神經(jīng)系統(tǒng)因損傷或患病而失去功能,大腦發(fā)出的控制指令依然可以通過(guò)腦電信號(hào)從大腦中傳遞出來(lái),但由于損傷,肢體并不會(huì)隨之活動(dòng)。也就是說(shuō),人在進(jìn)行思維活動(dòng)或者收到外部刺激時(shí),腦電信號(hào)會(huì)出現(xiàn)變化,這些變化是有一定規(guī)律性的。這也就意味著,人在喪失語(yǔ)言能力時(shí),依然能通過(guò)自身腦電波來(lái)與外界溝通,腦機(jī)連接設(shè)備就充當(dāng)了人與外界溝通的橋梁,可以看做是一種實(shí)時(shí)的通信系統(tǒng)。
從概念上看,腦機(jī)連接是指能夠鏈接大腦和外部的技術(shù)和設(shè)備,系統(tǒng)把接收到的腦電信號(hào)“翻譯”成驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備的命令,設(shè)備能夠代替人的肢體或語(yǔ)言器官,實(shí)現(xiàn)與外界的語(yǔ)言通信或控制使用者使用范圍內(nèi)的外部環(huán)境,最終達(dá)到人與計(jì)算機(jī)、人與人的交流通信目的。
從信息讀取手段上來(lái)看,腦機(jī)連接可分為“侵入式”和“非侵入式”。侵入式腦機(jī)連接需要采取手術(shù)的手段,將讀取裝置植入腦中,與大腦或神經(jīng)系統(tǒng)直接鏈接;非侵入式腦機(jī)連接則不同,它無(wú)需在人體上開啟創(chuàng)口,而是采用一套外部裝置收集使用者的腦電信號(hào)。
人類對(duì)腦機(jī)連接的探索
談及人類對(duì)于“腦機(jī)連接”的探索,就不得不提到一位偉大的意大利物理學(xué)家——亞歷山德羅·伏特,他曾經(jīng)做過(guò)一項(xiàng)人體實(shí)驗(yàn):將一組電池的兩極引出再插入自己的耳道內(nèi),電路接通后,用“帶著電火花的噼啪聲”,“濃湯煮沸后的咕嘟聲”形容自己所聽到的聲音。
伏特的這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)為后來(lái)人工耳蝸技術(shù)的實(shí)現(xiàn)打下基礎(chǔ),按照上文提到的信息讀取手段分類,人工耳蝸可以歸類為“半入侵式腦機(jī)連接”,讀取裝置雖然不需要放置在顱內(nèi),但仍要將其以微創(chuàng)手術(shù)的形式放置在耳蝸中,在聽覺收到電刺激后,聽覺信息的傳遞能力得到強(qiáng)化,最終使患者恢復(fù)一定程度的聽覺。人工耳蝸也是目前應(yīng)用最為廣泛的腦機(jī)連接技術(shù)。
近年來(lái),人類對(duì)于腦機(jī)連接的探索逐漸深入。2017年,有“硅谷鋼鐵俠”之稱的埃隆·馬斯克參與創(chuàng)立神經(jīng)連接公司。這是腦機(jī)連接技術(shù)的初創(chuàng)公司,神經(jīng)連接公司將研發(fā)超高寬帶的腦機(jī)連接系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)與人工智能共存作為目標(biāo),同時(shí)在運(yùn)用此項(xiàng)技術(shù)積極探索治療帕金森癥、大腦或脊髓損傷等疾病的治療方案,幫助癱瘓患者用腦部指令控制智能設(shè)備。
2019年,神經(jīng)連接公司首次對(duì)外發(fā)布研究成果,他們研制出一款腦機(jī)連接系統(tǒng),該系統(tǒng)可以向大腦中植入超細(xì)柔性電極來(lái)監(jiān)測(cè)神經(jīng)元活動(dòng);2020年8月,馬斯克召開了一次發(fā)布會(huì),展示了神經(jīng)連接公司最新的腦機(jī)連接設(shè)備,在會(huì)上,他現(xiàn)場(chǎng)演示了一只被植入讀取裝置的小豬在運(yùn)動(dòng)時(shí)的腦部活動(dòng)數(shù)據(jù),并通過(guò)電腦顯示出來(lái);2021年2月,馬斯克在一款音頻社交軟件上透露,他們公司對(duì)于腦機(jī)連接技術(shù)的開發(fā)有了新的進(jìn)展,其研究團(tuán)隊(duì)成功地將腦機(jī)連接裝置植入了一只猴子的大腦中,他還告訴聽眾:“我們用細(xì)小的電線在一只猴子的頭骨里植入了無(wú)線裝置,它可以用大腦玩電子游戲。”
開頭所提到的加州大學(xué)舊金山分校的研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)幾年的埋頭鉆研,終于在2021年7月研發(fā)出了他們稱為“語(yǔ)言精神義肢”的新一代腦機(jī)連接設(shè)備。這套設(shè)備可以接收大腦控制聲道時(shí)產(chǎn)生的腦電波并加以分析,采集各個(gè)器官如嘴唇,舌頭等發(fā)生時(shí)的肌肉動(dòng)作并與腦電波逐個(gè)對(duì)應(yīng)起來(lái)。
他們?cè)谥驹刚呱砩线M(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,研究人員將電極植入到志愿者控制語(yǔ)言區(qū)域的大腦皮層區(qū)域,嘗試著讓他在腦子里想一些簡(jiǎn)單的詞匯,如“謝謝”、“吃”等等。與此同時(shí),連接的電腦會(huì)對(duì)志愿者的腦電波進(jìn)行分析,當(dāng)掌握的志愿者的腦電波數(shù)據(jù)累計(jì)到一定量的時(shí)候,電腦就會(huì)就接收到的腦電波形態(tài)翻譯出志愿者所說(shuō)的話。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),這個(gè)過(guò)程可以理解成學(xué)語(yǔ)言學(xué)習(xí)的過(guò)程,先學(xué)字母,再學(xué)單詞,在掌握了足夠的語(yǔ)言信息后,“說(shuō)”出完整的話。
一切工作準(zhǔn)備就緒,當(dāng)研究人員向志愿者問出“你今天過(guò)的怎么樣”時(shí),電腦屏幕立即做出反應(yīng),出現(xiàn)了“我很好”三個(gè)字,腦機(jī)連接設(shè)備充當(dāng)了他們之間交流的媒介,“言語(yǔ)神經(jīng)義肢”實(shí)驗(yàn)大獲成功!
實(shí)驗(yàn)成功后,研究人員就實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫了論文,發(fā)表在了由麻省理工醫(yī)學(xué)協(xié)會(huì)主辦的權(quán)威醫(yī)學(xué)期刊《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》上,在醫(yī)學(xué)界的同仁看來(lái),“言語(yǔ)神經(jīng)義肢”技術(shù)一旦成熟,將會(huì)幫助很多因中風(fēng)和漸凍癥等疾病而喪失語(yǔ)言能力的人。
腦機(jī)連接的未來(lái)和由此引發(fā)的一系列倫理討論
除了用于醫(yī)療康復(fù),腦機(jī)連接技術(shù)成熟后也能夠在其他領(lǐng)域大顯身手。神經(jīng)連接公司自創(chuàng)立起就以“增強(qiáng)人腦功能”為研發(fā)目標(biāo),當(dāng)腦機(jī)連接的功能越來(lái)越強(qiáng)大,人的感官會(huì)進(jìn)一步延伸,屆時(shí),科幻電影中的心靈駕駛汽車、光速學(xué)會(huì)一項(xiàng)技能等情節(jié)將在現(xiàn)實(shí)生活中上演。
目前的研究中,腦機(jī)連接是單向式的,但是上文提到“光速學(xué)會(huì)一項(xiàng)技能”的展望,則是一個(gè)雙向式過(guò)程,大腦端不再進(jìn)行輸出指令,而是從電腦端反向輸入,將互聯(lián)網(wǎng)上找的數(shù)據(jù)信息下載到大腦中,提高人類學(xué)習(xí)新知識(shí)的能力。
自關(guān)于腦機(jī)連接的研究官宣以來(lái),關(guān)于它的倫理爭(zhēng)議也成了討論的話題:當(dāng)改造后的人和沒有改造的人同時(shí)出現(xiàn)在一個(gè)世界,改造人擁有了更多的工具和財(cái)富,世界階級(jí)差距是否會(huì)被進(jìn)一步拉大?人工智能發(fā)展一定程度,雙向溝通時(shí)代到來(lái),人工智能是否會(huì)擁有自主意識(shí),人類又是否會(huì)被人工智能所控制?當(dāng)如此高科技的技術(shù)被用于戰(zhàn)爭(zhēng),那這個(gè)世界又會(huì)變成什么模樣?
不過(guò),當(dāng)前社會(huì)對(duì)于腦機(jī)連接技術(shù)倫理問題的重視程度并不高,討論的更多的還是克隆和基因改造之類的前沿技術(shù)。相信,當(dāng)腦機(jī)連接廣泛應(yīng)用于日常生活的各個(gè)領(lǐng)域,有關(guān)腦機(jī)連接倫理問題的討論將被正式提上日程。
近日,加州大學(xué)舊金山分校(Universityof California, San Francisco, UCSF)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)的研究人員在《New England Journal of Medicine》上發(fā)表了一項(xiàng)研究成果。研究人員在研究成果中表示,通過(guò)他們研發(fā)的腦機(jī)連接設(shè)備,將一名十五年前因中風(fēng)而失去語(yǔ)言能力的男子的腦電波轉(zhuǎn)換成了一個(gè)完整的句子!
據(jù)悉,這是現(xiàn)代研究首次成功地從癱瘓不能說(shuō)話的人的大腦活動(dòng)中解碼出完整的單詞。
腦機(jī)連接是什么?
神經(jīng)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),在大腦功能保持正常的情況下,就算運(yùn)動(dòng)器官和神經(jīng)系統(tǒng)因損傷或患病而失去功能,大腦發(fā)出的控制指令依然可以通過(guò)腦電信號(hào)從大腦中傳遞出來(lái),但由于損傷,肢體并不會(huì)隨之活動(dòng)。也就是說(shuō),人在進(jìn)行思維活動(dòng)或者收到外部刺激時(shí),腦電信號(hào)會(huì)出現(xiàn)變化,這些變化是有一定規(guī)律性的。這也就意味著,人在喪失語(yǔ)言能力時(shí),依然能通過(guò)自身腦電波來(lái)與外界溝通,腦機(jī)連接設(shè)備就充當(dāng)了人與外界溝通的橋梁,可以看做是一種實(shí)時(shí)的通信系統(tǒng)。
從概念上看,腦機(jī)連接是指能夠鏈接大腦和外部的技術(shù)和設(shè)備,系統(tǒng)把接收到的腦電信號(hào)“翻譯”成驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備的命令,設(shè)備能夠代替人的肢體或語(yǔ)言器官,實(shí)現(xiàn)與外界的語(yǔ)言通信或控制使用者使用范圍內(nèi)的外部環(huán)境,最終達(dá)到人與計(jì)算機(jī)、人與人的交流通信目的。
從信息讀取手段上來(lái)看,腦機(jī)連接可分為“侵入式”和“非侵入式”。侵入式腦機(jī)連接需要采取手術(shù)的手段,將讀取裝置植入腦中,與大腦或神經(jīng)系統(tǒng)直接鏈接;非侵入式腦機(jī)連接則不同,它無(wú)需在人體上開啟創(chuàng)口,而是采用一套外部裝置收集使用者的腦電信號(hào)。
人類對(duì)腦機(jī)連接的探索
談及人類對(duì)于“腦機(jī)連接”的探索,就不得不提到一位偉大的意大利物理學(xué)家——亞歷山德羅·伏特,他曾經(jīng)做過(guò)一項(xiàng)人體實(shí)驗(yàn):將一組電池的兩極引出再插入自己的耳道內(nèi),電路接通后,用“帶著電火花的噼啪聲”,“濃湯煮沸后的咕嘟聲”形容自己所聽到的聲音。
伏特的這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)為后來(lái)人工耳蝸技術(shù)的實(shí)現(xiàn)打下基礎(chǔ),按照上文提到的信息讀取手段分類,人工耳蝸可以歸類為“半入侵式腦機(jī)連接”,讀取裝置雖然不需要放置在顱內(nèi),但仍要將其以微創(chuàng)手術(shù)的形式放置在耳蝸中,在聽覺收到電刺激后,聽覺信息的傳遞能力得到強(qiáng)化,最終使患者恢復(fù)一定程度的聽覺。人工耳蝸也是目前應(yīng)用最為廣泛的腦機(jī)連接技術(shù)。
近年來(lái),人類對(duì)于腦機(jī)連接的探索逐漸深入。2017年,有“硅谷鋼鐵俠”之稱的埃隆·馬斯克參與創(chuàng)立神經(jīng)連接公司。這是腦機(jī)連接技術(shù)的初創(chuàng)公司,神經(jīng)連接公司將研發(fā)超高寬帶的腦機(jī)連接系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)與人工智能共存作為目標(biāo),同時(shí)在運(yùn)用此項(xiàng)技術(shù)積極探索治療帕金森癥、大腦或脊髓損傷等疾病的治療方案,幫助癱瘓患者用腦部指令控制智能設(shè)備。
2019年,神經(jīng)連接公司首次對(duì)外發(fā)布研究成果,他們研制出一款腦機(jī)連接系統(tǒng),該系統(tǒng)可以向大腦中植入超細(xì)柔性電極來(lái)監(jiān)測(cè)神經(jīng)元活動(dòng);2020年8月,馬斯克召開了一次發(fā)布會(huì),展示了神經(jīng)連接公司最新的腦機(jī)連接設(shè)備,在會(huì)上,他現(xiàn)場(chǎng)演示了一只被植入讀取裝置的小豬在運(yùn)動(dòng)時(shí)的腦部活動(dòng)數(shù)據(jù),并通過(guò)電腦顯示出來(lái);2021年2月,馬斯克在一款音頻社交軟件上透露,他們公司對(duì)于腦機(jī)連接技術(shù)的開發(fā)有了新的進(jìn)展,其研究團(tuán)隊(duì)成功地將腦機(jī)連接裝置植入了一只猴子的大腦中,他還告訴聽眾:“我們用細(xì)小的電線在一只猴子的頭骨里植入了無(wú)線裝置,它可以用大腦玩電子游戲。”
開頭所提到的加州大學(xué)舊金山分校的研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)幾年的埋頭鉆研,終于在2021年7月研發(fā)出了他們稱為“語(yǔ)言精神義肢”的新一代腦機(jī)連接設(shè)備。這套設(shè)備可以接收大腦控制聲道時(shí)產(chǎn)生的腦電波并加以分析,采集各個(gè)器官如嘴唇,舌頭等發(fā)生時(shí)的肌肉動(dòng)作并與腦電波逐個(gè)對(duì)應(yīng)起來(lái)。
他們?cè)谥驹刚呱砩线M(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,研究人員將電極植入到志愿者控制語(yǔ)言區(qū)域的大腦皮層區(qū)域,嘗試著讓他在腦子里想一些簡(jiǎn)單的詞匯,如“謝謝”、“吃”等等。與此同時(shí),連接的電腦會(huì)對(duì)志愿者的腦電波進(jìn)行分析,當(dāng)掌握的志愿者的腦電波數(shù)據(jù)累計(jì)到一定量的時(shí)候,電腦就會(huì)就接收到的腦電波形態(tài)翻譯出志愿者所說(shuō)的話。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),這個(gè)過(guò)程可以理解成學(xué)語(yǔ)言學(xué)習(xí)的過(guò)程,先學(xué)字母,再學(xué)單詞,在掌握了足夠的語(yǔ)言信息后,“說(shuō)”出完整的話。
一切工作準(zhǔn)備就緒,當(dāng)研究人員向志愿者問出“你今天過(guò)的怎么樣”時(shí),電腦屏幕立即做出反應(yīng),出現(xiàn)了“我很好”三個(gè)字,腦機(jī)連接設(shè)備充當(dāng)了他們之間交流的媒介,“言語(yǔ)神經(jīng)義肢”實(shí)驗(yàn)大獲成功!
實(shí)驗(yàn)成功后,研究人員就實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫了論文,發(fā)表在了由麻省理工醫(yī)學(xué)協(xié)會(huì)主辦的權(quán)威醫(yī)學(xué)期刊《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》上,在醫(yī)學(xué)界的同仁看來(lái),“言語(yǔ)神經(jīng)義肢”技術(shù)一旦成熟,將會(huì)幫助很多因中風(fēng)和漸凍癥等疾病而喪失語(yǔ)言能力的人。
腦機(jī)連接的未來(lái)和由此引發(fā)的一系列倫理討論
除了用于醫(yī)療康復(fù),腦機(jī)連接技術(shù)成熟后也能夠在其他領(lǐng)域大顯身手。神經(jīng)連接公司自創(chuàng)立起就以“增強(qiáng)人腦功能”為研發(fā)目標(biāo),當(dāng)腦機(jī)連接的功能越來(lái)越強(qiáng)大,人的感官會(huì)進(jìn)一步延伸,屆時(shí),科幻電影中的心靈駕駛汽車、光速學(xué)會(huì)一項(xiàng)技能等情節(jié)將在現(xiàn)實(shí)生活中上演。
目前的研究中,腦機(jī)連接是單向式的,但是上文提到“光速學(xué)會(huì)一項(xiàng)技能”的展望,則是一個(gè)雙向式過(guò)程,大腦端不再進(jìn)行輸出指令,而是從電腦端反向輸入,將互聯(lián)網(wǎng)上找的數(shù)據(jù)信息下載到大腦中,提高人類學(xué)習(xí)新知識(shí)的能力。
自關(guān)于腦機(jī)連接的研究官宣以來(lái),關(guān)于它的倫理爭(zhēng)議也成了討論的話題:當(dāng)改造后的人和沒有改造的人同時(shí)出現(xiàn)在一個(gè)世界,改造人擁有了更多的工具和財(cái)富,世界階級(jí)差距是否會(huì)被進(jìn)一步拉大?人工智能發(fā)展一定程度,雙向溝通時(shí)代到來(lái),人工智能是否會(huì)擁有自主意識(shí),人類又是否會(huì)被人工智能所控制?當(dāng)如此高科技的技術(shù)被用于戰(zhàn)爭(zhēng),那這個(gè)世界又會(huì)變成什么模樣?
不過(guò),當(dāng)前社會(huì)對(duì)于腦機(jī)連接技術(shù)倫理問題的重視程度并不高,討論的更多的還是克隆和基因改造之類的前沿技術(shù)。相信,當(dāng)腦機(jī)連接廣泛應(yīng)用于日常生活的各個(gè)領(lǐng)域,有關(guān)腦機(jī)連接倫理問題的討論將被正式提上日程。