作者:杨义先、钮心忻(均系北京邮电大学教授)

脑机接口展现了无限可能，吸引着科学家们前赴后继，不懈攻关，也将是国际竞争的焦点。未来，就从今天开始。

微观型脑机接口是与宏观型脑机接口相对的另一个极端，它们传递的信息主要是神经元个体或群体的电特性。它们将是未来研究的难点和重点，一旦实现，将极大地改变人类的现状，但我们也必须承认，或许在可见的将来，这都还只能是梦想。我们在《人工智能未来简史》一书中用四句话来描述微观型脑机接口:不是科幻胜似科幻，脑电之妙玄之又玄;人性自足不假外延，格物致知重在内涵。

脑电波还能用来“猜心”--当你给一个小孩讲数学题时，怎么知道他是否在用心听呢?当小孩听懂了讲解时，脑电波就会明显活跃;如果他对讲解感兴趣，其脑电波会更加活跃;当他只是在应付，其脑电波就会明显减弱。甚至，心理学家利用脑电波还能知道受试者到底是在想桌子还是椅子，或者是在想1到7中的哪个数--受试者在冥想不同事物时，他的脑电波是不同的，只要能得到受试者之前相应的脑电波，便可通过简单对比而准确地猜出受试者的选择。人们在研究中也发现，对某些特殊场景中的句子，许多人会激发出几乎相同的脑电波;反之，通过检测这种脑电波是否存在，就能推断出受试者是否正在冥想某个句子。有人就通过这种方法，对多达240个预定的句子完成了准确度很高的“猜心术”。

随着研究的深入，人们发现，脑电波具有众多奇妙功能。比如，脑电波能预测某人的学习潜力，特别是外语的学习潜力。原来，如果大脑右侧颞叶和顶叶区域的β波(脑电波中的一种频率为14至30赫兹的子波)很强，那很可能预示着受试者有较强的外语学习能力;另一方面，经过外语训练的成年人，其β波确实会明显增强。

从幻想照进现实

1902年11月，德国耶拿的一家精神病院里，一位特别胆大的医生伯格收治了一位病人，他被击中头部，并在颅骨留下一个弹孔。伤者弹口处的皮肤虽然痊愈了，却能被观察到不断跳动。伯格通过记录头皮跳动的波形，发现了一个惊天秘密:该波形会随着患者的思想而很有规律地变化。哪怕患者只是在听、看、嗅、触或做其他很微小的动作，甚至患者的情绪波动，都会影响波形。

脑机接口就是脑系统(准确地说是以脑为主的神经系统)与机系统(准确地说是人造的体外系统)之间的接口(准确地说是电子信息接口)。

如今，科学家们已经发明了多种获取脑电波的设备。已经投入应用的主要是针对健康人群的、精准性稍差一些的非植入式设备，比如大家经常在电视中见到的电极帽，或更加昂贵的磁共振成像仪等。

来源:光明日报

反之，适当干扰脑电波也可以影响受试者。比如，受试者面对“苹果”两字时，既可能想到香甜可口的水果，也可能想到苹果牌电子产品。如果适时利用一种名叫“经颅刺激”的技术来刺激受试者的美味反应区，那么，就可让受试者更倾向于将“苹果”理解为美食，哪怕受试者本来是想买手机。

近些年来，科学家和工程师们则在开发用于特殊病人的植入式设备上花费了大量精力。这类设备被称为脑机芯片或干脆简称为脑机接口，它能获得更加精准的脑电信息，也能将外界电信号更加精准地输入大脑。实际上，早在1857年，植入式设备就被用于获取兔子和猴子的脑电波。但因为安全性、伦理性等考虑，一直没有在人类的临床上取得突破。但是随着人工智能相关技术和工程技术、材料技术的飞速发展，不少科学家又开始了这类尝试，例如马斯克即将推出的脑机接口就是植入设备的典型代表。

如今，科学家们已经在中观型脑机接口上取得了突破性进展。比如，让盲人“看见”东西。具体来说，就是让摄像机将图像切割成20×20的400个点阵，并根据每个点阵的亮度，在皮肤的相应点阵位置上产生相应强度的震动。于是，经过适当训练后，受试者不用“眼见为实”，就能在头脑中形成明暗不同的点阵图像，从而以黑白图像的方式识别出不同的面孔，知道物体的远近，观察到物体的旋转及形状变化，了解当前的观察角度;甚至还能像常人那样，通过想象“看见”物体被遮挡的部分。

1818年11月，英国解剖学医生尤尔在格拉斯大学操场上公开表演了一个恐怖实验，展示了电流刺激如何让神经系统产生预期动作。原来，经过法院特批后，尤尔对一具死刑犯的尸体进行了通电实验，成功地让该尸体产生了诸如呼吸、抬手、蹬腿、睁眼等动作，还表现出愤怒、恐惧、绝望、痛苦、惊悚和微笑等表情。尤尔当然不是在虐待尸体或哗众取宠，而是在尝试把将死之人救活--实际上，正是通过这次实验，尤尔后来发明了心脏起搏电击法，并沿用至今。

文章来源：《北京邮电大学学报》 网址: http://www.bjyddxxb.cn/zonghexinwen/2022/0728/912.html

上一篇：北京邮电大学校长徐坤：守护“国之大者、强国
下一篇：脑机接口：人工智能下一站？