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脑机接口技术:从幻想进入现实

2021/8/6 11:44:07    点击:


来源:学习时报作者:杜庆昊


“通过在脑后插入一根线缆,我们就能够畅游计算机世界;只需一个意念就能操控事物或改变现实;不用花费大量时间记忆知识点,只需将内容直接传输到大脑中即可”。这并非是天马行空的幻想,而是基于脑机接口技术的大胆且合理的设想。


顾名思义,“脑机接口”是活的神经组织和人造设备之间的直接连接,在计算机和脑之间建立信息沟通通道。对脑机接口的研究可以追溯至1924年,德国医生汉斯·贝格尔发现了脑电波,彼时人们注意到意识可以转化为电子信号被读取。以此为基础,脑机接口技术开始起步并逐步发展。该技术可大致分为侵入式和非侵入式两类。前者指测量电极接触大脑,甚至插入大脑内部,这样获取的信号质量较好,但对大脑的损伤风险也相对较大;后者不接触大脑,主要利用头皮电极帽、超声、核磁共振成像等技术,但对大脑信号的捕获效果相对差些。脑机接口技术的基本原理主要分两步:先用设备从大脑中读取和破译“脑信号”,获取脑细胞对意识的反应曲线;再把这种反应曲线转化成指令去控制机器,在真实世界中执行人的意志。
近年来,随着神经信号处理、大脑植入芯片、深度学习算法等新技术和可植入大脑新材料取得重大突破,脑机接口技术快速发展,并广泛应用于医疗健康、运动控制等领域。比如,通过思维操控安装了脑机接口的机器人能够去做危险的工作;再比如,在脑机接口技术的帮助下,重度运动障碍患者可以通过意念控制机械臂活动,以帮助其提高生活便利程度。鉴于脑机接口技术的巨大潜能,其已经成为全球科技竞争的战略高地。美国、欧盟、日本等国家或地区都启动了旨在推动脑机接口技术发展的“脑计划”,脑科学、类脑研究也被先后列入中国“十三五”和“十四五”规划中。

但是,脑机接口技术也面临较大挑战。一方面,技术突破尚需时日。比如,怎样从复杂的生物脑电信号中准确提取信息、如何确立大脑心智信号与实际行为之间的准确关系、如何厘清疾病修复与性能增强之间的界限、如何确保大脑信号不被网络攻击或非法劫持、如何安全简易地在大脑皮层中植入读取装备等,都是未解的难题。另一方面,容易引发伦理危机。脑机接口技术在某种程度上是对人的身体尤其是最关键的“脑”的深度“介入”,其结果将在一定程度上导致人脑趋于机器化、机器趋向拟人化、人与机器类属关系模糊化。往深层次说,脑机接口技术可能会在人类面前显示出“反制”的力量,进而产生违背使用者“意志”的严重错误。


从长远发展看,脑机接口作为一项新兴技术具有广阔发展前景,关键是破解技术难题、直面伦理拷问,推动“脑机交互”走向“脑机融合”,真正打造超强人类。可以预见,未来,脑机接口将朝着小型化、便携化、可穿戴化和简单易用化方向发展,特别是随着纳米级芯片的应用、对大脑神经元研究的深入和植入技术的成熟,加之对脑机接口伦理问题的务实研究和有效应对,人的思维意识将被准确识别和精准执行,脑机接口技术也将更好地服务于人类社会发展。




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