駱昌芹

通過大腦意念控制打字？或許只有科幻電影中才會有吧！然而，這些年隨著高科技的發(fā)展，總有一些事情顛覆著我們的想象，如同生活在科幻電影里一樣。目前，科學(xué)家已經(jīng)讓通過大腦意念打字這一“幻想”變成現(xiàn)實(shí)。

意念打字從何而來

關(guān)于意念打字，早在上個世紀(jì)40年代電腦剛剛出現(xiàn)的時候，就有人提出這樣的設(shè)想，能否設(shè)計(jì)一種讀心系統(tǒng)，用意念在電腦上輸入字符，這樣可節(jié)省眼睛與大腦之間的思維轉(zhuǎn)換，對殘疾人將會有很大的幫助，更重要的是它能潛移默化地影響我們的生活。

直到1988年，美國伊利諾伊大學(xué)的研究人員研發(fā)出了一種拼寫系統(tǒng)——P300。這種系統(tǒng)利用電位形成編碼，而誘發(fā)電位解析編碼的是36個點(diǎn)位定位，同時在36個點(diǎn)位放置對應(yīng)字符，以此幫助使用者實(shí)現(xiàn)“意念打字”。P300系統(tǒng)規(guī)定了每行每列的固定字符數(shù)，工作界面還會自動隨機(jī)閃爍，并有序記錄行與列的閃爍順序。當(dāng)你看到某個字符時，系統(tǒng)就會自動識別該字符位置并進(jìn)行定位。

P300看似非常復(fù)雜，但實(shí)際上使用起來卻非常簡便，使用者只需要將大腦連接上單向電路即可。電腦會自動識別使用者大腦傳出的信息，然后將它們在屏幕上顯示出來。不過，當(dāng)時的技術(shù)還不發(fā)達(dá)，P300的思維轉(zhuǎn)換需要相當(dāng)長的時間，P300每分鐘的讀取速度大約只有十多個單詞，這樣的工作效率顯然非常低下。不過在當(dāng)時，新鮮問世的“意念打字”已經(jīng)足夠神奇。

P300的好處是不需要你動一下手指，也不需要你把所想打的字說出口，說明白就是將意念翻譯成文字。

腦機(jī)接口技術(shù)

腦機(jī)接口的方式有植入式和非植入式兩大類。植入式腦機(jī)接口包括針式與貼片式兩種。兩者都需要進(jìn)行開顱手術(shù)，將電極埋藏在大腦皮層中，繞過頭皮與頭骨的阻礙，直接監(jiān)測神經(jīng)元的活動狀況。這樣讀取信號的方式雖然直接，但由于需要用開放性的外科手術(shù)將電極植入到腦內(nèi)神經(jīng)組織，這不僅會對用戶造成損傷，還要確保傷口長期不被感染，存在一定的技術(shù)難度，因此健康人選擇這種方式的并不多見。

現(xiàn)在對于健康人來說最便利的還是非植入式腦機(jī)接口，它可以通過戴在頭上的“頭盔”讀取神經(jīng)信號。這樣的方式相較于植入式來說不夠直接，需要濾除很多噪聲信號。因?yàn)樯窠?jīng)細(xì)胞的放電信號從皮層經(jīng)由顱骨傳到頭皮，相關(guān)電位會被大大削弱并帶來很大的噪聲干擾，因而非植入式采集到的信號分辨率較低。那么怎么辦呢？“頭盔”戴上后與頭部緊密接觸，除了眼睛之外的任何肌肉都不能動彈，通過“頭盔”上的傳感器來監(jiān)視大腦活動。意念打字前，面前放上電腦鍵盤模型，腦機(jī)接口工作開始，“頭盔”感應(yīng)系統(tǒng)催促腦細(xì)胞，你的眼前快速閃過字母和數(shù)字，你需要哪些字母，系統(tǒng)就會出現(xiàn)這些字母，然后選出字母拼出你要說的話。

美國斯坦福大學(xué)的研究人員先將一個多電極陣列傳感器植入猴子大腦，讓它可以在大腦相關(guān)區(qū)域直接讀取手臂控制鼠標(biāo)的腦電位信號，并訓(xùn)練猴子通過鍵盤輸入屏幕上看到的字符。研究人員通過設(shè)計(jì)的識別算法來識別猴子打字的腦電位信號，并實(shí)現(xiàn)在虛擬鍵盤上移動光標(biāo)、選擇字母鍵。最終，經(jīng)過訓(xùn)練的猴子戴上“頭盔”后，可以將所看到的文字通過意念“隔空”復(fù)寫出來，而且最快能以每分鐘12個單詞的速度輸入《紐約時報(bào)》的文章或莎士比亞名著《哈姆雷特》的段落。

當(dāng)然人的頭腦遠(yuǎn)比猴子的大腦發(fā)達(dá)多了。但對于視力有問題的人來說就比較困難了，由于涉及到眼球追蹤問題，像霍金那樣眼瞼下垂怎么辦？用眼球追蹤軟件比較困難，有人設(shè)想可以追蹤面部單塊肌肉，只要控制面部肌肉的自由度就行了，當(dāng)然在大腦中要植入多極陣列，因?yàn)榧∪獾纳炜s有時候不受腦神經(jīng)控制。霍金的腦干曾受到過損傷，但面部細(xì)胞仍在活動，在霍金的大腦上連上電極，腦電波就可直接用肌肉運(yùn)動驅(qū)動鼠標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)“意念”打字。

未來可能是意念世界

隨著科技的發(fā)展，意念控制正走進(jìn)我們的生活，從大型電子計(jì)算機(jī)到可穿戴設(shè)備，人類與機(jī)器的溝通已經(jīng)從復(fù)雜的語言簡化成細(xì)微的動作，以后就連細(xì)微的動作也省掉了。隨著意念操控的發(fā)展，我們可以控制電視機(jī)、燈具開關(guān)、空調(diào)以及廚房電器。專家預(yù)測，這種神話故事里的“芝麻開門”在未來十年可能走進(jìn)人們的居家生活。

目前，世界各國都在研究此項(xiàng)技術(shù)。韓國三星電子實(shí)驗(yàn)室研究利用大腦意念控制平板電腦的啟動和關(guān)閉，在網(wǎng)站上用意念搜索你需要的內(nèi)容。美國NeuroSky公司研發(fā)出了一款藍(lán)牙耳機(jī)，戴上它用意念打游戲并搜索需要聽的歌曲，還能用意念下載需要的文檔。

當(dāng)然，意念科技如同隔著一堵墻聽取別人的對話，機(jī)器與大腦的緊密配合并不是一帆風(fēng)順的。因?yàn)槿魏我淮文X控技術(shù)的應(yīng)用都需要電極介入，連接傳感器才能使信號放大，最終控制機(jī)械。況且將電極植入大腦的腦控技術(shù)也面臨許多問題。如果讓電子產(chǎn)品真的完全理解人類大腦發(fā)出的信號，還需要動用腦科手術(shù)將感應(yīng)器植入人的大腦中，不過目前此項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。

不管怎么說，意念控制讓殘障人擁有了第二套肢體，能改善他們的生活質(zhì)量。意念控制讓人們從傳統(tǒng)的手控設(shè)備中脫離出來，用最真實(shí)的意念去感受和體驗(yàn)。雖然意念控制技術(shù)仍處在測試階段，還未完全使用，但相信不久的將來意念控制將會走進(jìn)我們的生活，那時科技將為人類帶來一場全新的革命。

（編輯 孫世奇）