用意念控制机器

路西

大脑控制机器的技术

用意念打开电视机、驾驶汽车、控制机器人，这些场景在科幻电影中经常出现，但实际上，未来20年，用我们的大脑控制机器会是一件非常普通的事。

这需要“脑机接口”技术，它是目前比较前沿的研究方向。2017年，美国科技狂人伊隆·马斯克成立了神经连接公司（Neuralink），这家科技企业致力于把人脑与电脑连起来，让我们随时随地都能和任何带有电脑芯片的设备进行交流。2018年，美国国防高级研究计划局也计划开发下一代脑机接口技术，目的是提高军事人员的能力。因为脑机接口技术可以让军事人员通过大脑控制无人机等设备，同时还可以增强军事人员的记忆力等。

神经与机器的相互影响

脑机接口（Brain-Computer Interface）是能够读取来自大脑神经细胞的电信号，并将电脑的信息传递给大脑的装置。脑机接口的任务包括两项：记录和刺激。

脑机接口记录大脑电信号，将電信号传送给计算机，计算机解码电信号并执行相应的指令。例如，大脑下达一个打开空调的指令并产生相应的电信号，脑机接口记录了这个电信号，把它传给计算机，计算机分析电信号，将它转换成计算机可以识别的指令，再告诉空调。

目前脑机接口主要应用于帮助瘫痪的人。瘫痪病人脑部依旧能思考，但是肢体却不听使唤，这时机器可以根据病人脑部活动的指示，帮助病人控制假肢和表达想法等。

脑机接口还可以通过计算机输入信号，这些信号会刺激神经元，将计算机信息告诉大脑。例如，当我们想要了解某一信息的时候，我们可以通过意念下达任务，等计算机找到网页后，脑机接口可以将网页上的内容“写入”我们的脑内。

像盲人和聋哑人，看不到东西或听不见声音，但他们的脑部是正常的。给他们戴上助听器（人造耳蜗）或人造视网膜，这些装置通过脑机接口，就将声音和图像等转换成电信号，传达给大脑。

脑机接口还有一个用途，就是可以治疗神经疾病，比如缓解偏头痛和治疗癫痫等。这些疾病的产生有其相应的大脑电信号，脑机接口可以下达反向的电信号，最终达到抑制这些疾病的效果。

虽然目前脑机接口主要应用于医疗领域，但随着技术发展，人们用意念操控汽车的梦想也将很快实现。伊隆·马斯克的设想非常远大，他憧憬着一个全民普及脑机接口的社会，到那时，脑机接口将娱乐、办公、远程控制、增强记忆等多项功能融合在一起，进一步提高人们的生活质量和幸福指数。

“脑机接口”连接大脑

脑机接口有两种连接大脑的方式：脑电波和植入法。脑电波技术广泛用于临床医疗，是一种间接测量神经活动的工具。该装置的传感器接触我们的大脑，检测大脑电信号的变化，最后将大脑的活动以脑电波的形式展示出来。由于脑电波的传感器只能接触大脑的外部，所以它检测电信号的效果比较差，只能让神经学家大致了解大脑的哪个区域在说什么。

高效读取大脑神经活动信息的方式是将设备植入大脑中。植入越多用来感受电信号的电极，读取效果越好。但将电极插到人类最精密的器官中有很大的风险，一不小心就会导致人瘫痪，或者死亡。

目前，植入脑机接口的临床试验主要集中在瘫痪患者身上，因为他们愿意承担这样的风险。植入脑机接口的四肢瘫痪患者在经过一段时间的练习后，就可以用大脑操作电视、控制电脑屏幕上的光标、发送电子邮件和打字。这种脑机接口需要将100多个电极和一组非常粗的电线直接插入头骨，感染的风险非常大，并且只能实现一部分的脑机交互（大脑和计算机相互连结）。要想实现完全的脑机交互可能需要更多的电极。

脑机接口技术要想进一步发展，就必须解决电池的问题。因为植入大脑的脑机接口需要动力，就必须配置电池，因此首先要求脑机接口的电池在大脑的水环境中不能被腐蚀。其次，给脑机接口充电不需要动手术把电池拿出来。前者可以通过植入模仿神经组织的软电池解决，后者需要找到一种无线的供电方式。

神经尘埃

美国加州大学伯克利分校的工程师开发出了一种沙粒大小的微型传感器——神经尘埃（Neural Dust）。神经尘埃不需要电池，超声波可以为它提供动力。实际上，神经尘埃是一种特殊的晶体，它可以将超声波的能量转化为电力，他们还在进一步设计更小的、可以用于人体的神经尘埃。如果想在不打开头骨的情况下将神经尘埃植入大脑，神经尘埃的尺寸必须更小。

神经尘埃满足了可植入无线设备的要求。随着它的出现，我们再也不需要笨重的电池。未来，我们可以通过纳米大小的脑机接口设备控制任何电器，增强人的记忆力。