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下一代的脑机接口

麻省理工学院的研究人员采用了一种完全不同的做法,他们发明了一种被称为AlterEgo(另一个自我)的设备,这种设备不会读取人的脑电波,而是依赖于一种被称为“默读”的过程,即当你在头脑中对自己说话的时候,你会激活声带周围的肌肉。AlterEgo能够感知这些微小的肌肉运动,并对其进行解码,而最后获得的结果就是所谓的“无声的语句”了。

“我们的想法是,我们是不是有可能建立一个被看作在人体内部运行的计算平台?因为它在某种程度上已经将人体和机器融合在了一起,它会让你感到,它好像就是我们自身感官的某种内部延伸。”阿纳夫·卡普尔(Arnav Kapur)这样说道, [8] 他在麻省理工学院读研究生的时候就已经参与了这个项目,“想象一下,你能够完美地记住任何东西,像一台电脑一样快速地计算任何数字,无声地给其他人发送短信,并且在突然间你就已经精通了多国语言,这样你就可以在你的头脑中倾听某一种语言的翻译了,不过当你开口说话的时候,你使用的仍将是另一种语言。” [9]

卡普尔是在印度的新德里长大的,可以说他是带着他自己的视角进入这个项目的。他想要开发的是一种可以增强我们自身但不会替代我们的技术。他的目标是设计出既能够激发我们的好奇心和创造力,又能够增强认知能力的设备。卡普尔自身所表现出来的发明创造力似乎没有任何界限,虽然他目前还只有20多岁,但他已经发明了一架可以利用3D(三维)打印生产的无人机,对“大规模测量基因表达”进行了实验,为有视觉障碍的人士开发了一款可以用来描述这个世界的语音设备,还与人合作设计了一款月球车。

麻省理工学院的团队已经让AlterEgo达到了这样一种程度,它已经能够分辨出最基本的关键词,比如“现在几点”,然后它会用骨传导耳机向用户提供他能够听见的答案。它还能执行一些最基本的任务,比如做加减法或者移动屏幕上的光标。或许关于AlterEgo最吸引人的一点是,它并不是真正的脑机接口,所以这也意味着它并不能读取你最深层的想法。它只能被用来解读你默读的词语。

“我们相信,有一点毫无疑问是非常重要的,那就是,一种人们每天都会使用的接口绝不应该侵犯用户的个人思想,”卡普尔这样说道,“它对于用户的大脑活动并没有任何形式的物理访问。我们认为,任何人都应该对他向其他人或者计算机传递什么信息拥有绝对的控制权。” [10]

虽然他们已经取得了上述这些进展,但这件麻省理工学院的原型设备仍然是一个未完成的项目。当我联系卡普尔并询问他是否已经准备好把这件设备商用化时,他告诉我,该设备距离商用化还需要一段时间。然而,只要有足够的时间和资金,他期望达到的目标是让这件设备完全“隐形”,这意味着与一副无线耳机相比,这件设备将会更加不引人注意。

AlterEgo代表的只不过是当下很多正在出现的新技术之一,这些新技术都拥有能够改变脑机接口未来的潜力。还有一种技术被称为硬脑膜外电子(epidural electronics),也叫电子文身。电子文身设备比一张纸还薄,并且像创可贴一样柔软。你可以很简单地把它像贴纸一样粘贴在你的皮肤上,然后它就可以开始读取你的脑电波了。欧洲的研究人员目前正在测试用电子文身制作的电极,这种电极可以像传统的脑电图仪一样精确,还可以通过喷墨打印机被低成本地生产出来。要不了多久,创业公司就很有可能会在市场上推销这种脑机接口了,你完全可以把它粘贴在你的耳朵后面或者刘海下方,到那时每个人都将变得异常聪明。

当然,还有很多其他的技术正在出现,它们可以让读取脑电波的精确度远远超过当下的脑电图仪。例如,准弹道光子技术(quasi ballistic photons)就具有穿透头骨并看到在大脑中正在发生什么的能力,而且这种技术的精确度远远超过了当下的脑电图仪。正是在看到了这种技术的潜力后,马克·扎克伯格立刻组建了一个特别的硬件小组。脸书(Facebook)刚宣布这一消息时,媒体上很快就出现了大量的炒作,但是在这之后的几年时间里,我们并没有看到实际的产品被推向市场。这是因为这种提取神经信息的方法对面向消费者的设备来说速度太慢了。

世界各地正在测试的其他技术还包括超声波技术、无线电频率技术、磁场和电场技术。一些研究人员甚至在探索纳米传感器,这种传感器实际上是直径相当于人的头发丝粗细的微小颗粒,它们可以将外部的磁场能量转换为大脑内部的电信号。在把这种传感器注射进某人的大脑后,它们就可以被当作一种脑机接口来使用了。还有一种可能性是利用病毒将某种DNA(脱氧核糖核酸)植入细胞中,这样就可以改变这些细胞的功能,并使它们像纳米传感器一样工作。

西奥多·伯格(Theodore Berger)是南加州大学的生物医学工程师,他不但是一位思想家,还是一位发明家和梦想家。他成长在一个非常重视内省和成就的家庭中,他的成就会对你和你周围的人产生重大影响。

当伯格意识到心理学并没有什么工具能完整地理解行为的因果关系时,他决定用他的一生来解开这个谜题。当下他正在开发一种人工的海马体,用于将短期记忆转变为长期记忆。

“我们并没有把个体的记忆重新放回他们的大脑,”伯格这样说道,“我们正在赋予大脑产生记忆的能力。” [11] 这是我们了解大脑如何存储长期记忆的第一步。如果我们成功了,那么下一步就是找到将新的记忆直接写入大脑的方法。

事实上,DARPA(美国国防部高级研究计划局)投资了数千万美元,以研究智能头盔和其他双向的设备,目的是实现在士兵的大脑中读取和写入数据。他们把这个项目称为“下一代无须手术的神经技术”。

“通过创造出一个无须手术就能够更加方便地使用的脑机接口,DARPA就能够向前线部队提供某些工具,而这些工具可以让前线的行动指挥官持续地、有意义地参与以极快的速度展开的动态行动。”艾尔·艾蒙迪(Al Emondi)这样说道,艾尔是DARPA在神经技术和脑机互动方面的专家。 [12]

DARPA在卡内基-梅隆大学的团队正在研究一种完全无创的设备。这种设备可以利用超声波来引导光线进出大脑,以此记录大脑的神经活动,而与此同时,它还可以利用相互干涉的电场对特定的神经元进行写入操作。

DARPA在莱斯大学的团队则将目标瞄准在一个微创的用于对大脑进行读写的双向系统上。这个系统利用扩散光学断层成像技术(difuse optical tomography)对大脑进行读取,而其写入功能利用的是磁遗传学中所使用的某种受体蛋白,这种蛋白可以让神经元变得对磁场极其敏感。

显然,美国国防部认为对大脑进行读写在技术上是可行的,而这种技术对于军队的价值显而易见。在一个混乱的、嘈杂的战场环境中,士兵们不但可以利用脑机接口来实时共享战场信息,还可以实时地与基于云的人工智能、卫星、无人机、坦克以及各种机器人进行协同。这就把战场上的所有战斗力量,包括人和机器,组合成了一件单一的、强大的武器。

那么,我们该如何看待这个领域的现状呢?说实话,这还很难讲,因为技术的进步并不是线性的。它很有可能会在突然之间就爆发出来,而真正的突破同样有可能会在明天就成为现实,或者也有可能让我们等待数年甚至数十年的时间,但我们知道这肯定能够成为现实。毫无疑问,某一天脑机接口肯定会用一种无缝的方式把我们与互联网连接在一起。 Q7xiAhjV0KewUekxbyANaEYXRHBOVRkr6KfUxPb/LNKZhiCHVmW4vb33jM2QhmPE

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