用意念指挥台灯、无人机甚至小白鼠运动,不用目测就能判断一个人注意力是否集中,瘫痪病人动动脑子就能依靠机器重新站立……这些似乎只有在科幻电影中才会出现的场景,如今部分已经成为现实。
“意念控制”这项技术的名称叫“脑机交互”。复旦大学类脑智能科学与技术研究院主任王守岩教授说,“脑”指生命体的脑或神经系统,“机”指信息处理或计算的设备,其表现形式可以是安有电路的机械手臂、汽车模型、无人机,也可以是插入电极的小白鼠、植入起搏器的人。脑机交互将人脑与外界设备相连,最终帮助人与自身和周围环境互动。
基本原理是对脑电波展开分析
早在2014年巴西世界杯,一个身穿“机械骨骼战甲”的瘫痪少年就通过意念控制开出第一球。到如今,意念控制物体或实验动物的技术已越来越成熟。
王守岩教授说:“人类大脑是带电的。我们看见阳光、听见鸟鸣、闻到花香,这些感觉要让大脑感受到,必须先转变成电信号,然后电信号沿着长长的神经纤维一路传到大脑,大脑再产生脑电波指示,给出动作指令。”
脑机交互的基本原理就是对脑电波展开分析。中科院深圳先进技术研究院脑认知与脑疾病研究所所长王立平介绍,其具体步骤是:第一,通过开颅手术将电极植入颅骨内,或者在脑袋上带上头环采集脑电波。第二,将脑电波的复杂波形转换成数据,再降噪、解析。第三,将解析好的信息编码,发出动作指令。第四,将外界感知的信息通过刺激装置反馈给大脑。
电子科技大学成都脑科学研究院院长、美国医学生物工程院院士尧德中等专家介绍,脑机交互的第一步是脑电波采集；第二步脑电解读是目前国内外企业和研究院所技术竞争的关键；第三步信息编码是脑机交互的重点,也是科学研究前沿；第四步将结果反馈为大脑能读懂的信号,则还在探索阶段。
目前,脑机交互技术已应用于医疗、教育、交通等多个领域。在上海华山医院,当帕金森病患者对药物产生耐药性时,医生会建议采用基于脑机交互技术的特殊治疗。即开颅插入电极,电极发出电脉冲,可调节或修正特定脑区异常神经活动,缓解病人震颤、行动迟缓、平衡力差等症状。此外,脑机交互技术还可用于辅助治疗渐冻症、瘫痪等肢体无法活动的患者。
在教育方面,获得国际消费电子展最佳人气产品奖的BrainCo公司开发了一款脑机交互头环。学生在课堂上带上头环,老师就可实时监控学生注意力情况。
在交通方面,在刚刚结束的深圳高交会上,上海帝仪科技有限公司展示了一款供列车司机佩戴的特制安全帽,内置生物电极和信号处理模块,可实时采集、处理司机脑电信号,通过对司机脑电信号进行监测、分析,可第一时间识别并预警司机疲劳状态和健康状况,确保行驶安全。
人类大脑会被控制吗?
脑电波既然可以被解读,“读心术”和“思想传输”是否会成真?未来,他人或者机器是否能控制我们的大脑?
专家认为,基于脑机交互技术的“意念控制”有科学依据,但尚处于研发初级阶段。
“带上头环一天就能学会新的语言；植入芯片就能读取大脑的信息、甚至删除记忆,这些目前无法实现,因为人类还没有真正破解脑电波。”清华大学医学院生物医学工程系教授高小榕说。
浙江大学医学院附属第二医院脑科中心主任张建民说,人类的大脑有1000亿个神经元、10000亿个“配套”神经胶质细胞。人脑的思考、情绪、记忆等高级功能分别涉及多少神经细胞、有多少神经环路参与其中,科学家目前所知甚少。
即便如此,不断发展的脑机交互技术已经遭遇无法回避的伦理争议。王守岩、高小榕等专家认为,在对脑机交互技术的管控上,可以参照国际通行做法,在发展初期按医疗器械方法管理,同时禁止将脑机交互数据联网传输、禁止远距离程控,宜采用硬启动手段,最大化防止黑客入侵、预防潜在风险。此外,政府部门应加紧研究该技术对社会、文化、法律等方面的影响,进行合理引导和规范。
(据新华社上海11月30日电)
“意念控制”这项技术的名称叫“脑机交互”。复旦大学类脑智能科学与技术研究院主任王守岩教授说,“脑”指生命体的脑或神经系统,“机”指信息处理或计算的设备,其表现形式可以是安有电路的机械手臂、汽车模型、无人机,也可以是插入电极的小白鼠、植入起搏器的人。脑机交互将人脑与外界设备相连,最终帮助人与自身和周围环境互动。
基本原理是对脑电波展开分析
早在2014年巴西世界杯,一个身穿“机械骨骼战甲”的瘫痪少年就通过意念控制开出第一球。到如今,意念控制物体或实验动物的技术已越来越成熟。
王守岩教授说:“人类大脑是带电的。我们看见阳光、听见鸟鸣、闻到花香,这些感觉要让大脑感受到,必须先转变成电信号,然后电信号沿着长长的神经纤维一路传到大脑,大脑再产生脑电波指示,给出动作指令。”
脑机交互的基本原理就是对脑电波展开分析。中科院深圳先进技术研究院脑认知与脑疾病研究所所长王立平介绍,其具体步骤是:第一,通过开颅手术将电极植入颅骨内,或者在脑袋上带上头环采集脑电波。第二,将脑电波的复杂波形转换成数据,再降噪、解析。第三,将解析好的信息编码,发出动作指令。第四,将外界感知的信息通过刺激装置反馈给大脑。
电子科技大学成都脑科学研究院院长、美国医学生物工程院院士尧德中等专家介绍,脑机交互的第一步是脑电波采集；第二步脑电解读是目前国内外企业和研究院所技术竞争的关键；第三步信息编码是脑机交互的重点,也是科学研究前沿；第四步将结果反馈为大脑能读懂的信号,则还在探索阶段。
目前,脑机交互技术已应用于医疗、教育、交通等多个领域。在上海华山医院,当帕金森病患者对药物产生耐药性时,医生会建议采用基于脑机交互技术的特殊治疗。即开颅插入电极,电极发出电脉冲,可调节或修正特定脑区异常神经活动,缓解病人震颤、行动迟缓、平衡力差等症状。此外,脑机交互技术还可用于辅助治疗渐冻症、瘫痪等肢体无法活动的患者。
在教育方面,获得国际消费电子展最佳人气产品奖的BrainCo公司开发了一款脑机交互头环。学生在课堂上带上头环,老师就可实时监控学生注意力情况。
在交通方面,在刚刚结束的深圳高交会上,上海帝仪科技有限公司展示了一款供列车司机佩戴的特制安全帽,内置生物电极和信号处理模块,可实时采集、处理司机脑电信号,通过对司机脑电信号进行监测、分析,可第一时间识别并预警司机疲劳状态和健康状况,确保行驶安全。
人类大脑会被控制吗?
脑电波既然可以被解读,“读心术”和“思想传输”是否会成真?未来,他人或者机器是否能控制我们的大脑?
专家认为,基于脑机交互技术的“意念控制”有科学依据,但尚处于研发初级阶段。
“带上头环一天就能学会新的语言；植入芯片就能读取大脑的信息、甚至删除记忆,这些目前无法实现,因为人类还没有真正破解脑电波。”清华大学医学院生物医学工程系教授高小榕说。
浙江大学医学院附属第二医院脑科中心主任张建民说,人类的大脑有1000亿个神经元、10000亿个“配套”神经胶质细胞。人脑的思考、情绪、记忆等高级功能分别涉及多少神经细胞、有多少神经环路参与其中,科学家目前所知甚少。
即便如此,不断发展的脑机交互技术已经遭遇无法回避的伦理争议。王守岩、高小榕等专家认为,在对脑机交互技术的管控上,可以参照国际通行做法,在发展初期按医疗器械方法管理,同时禁止将脑机交互数据联网传输、禁止远距离程控,宜采用硬启动手段,最大化防止黑客入侵、预防潜在风险。此外,政府部门应加紧研究该技术对社会、文化、法律等方面的影响,进行合理引导和规范。
(据新华社上海11月30日电)