脑力无极限
探秘脑机接口技术


文章出自:博物 2006年第09期 作者: 王毅军 李磊 

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接驳我的大脑,让我的思想来控制这个机器!这种像X-men里万磁王那样的超能力,以前不过是个经典的科幻想法,而现在这已经变成现实。走进清华大学医学院生物医学工程系,在一条幽静长廊尽头的实验室里,正迸发出这个将会改变世界最重大的生物医学技术。

破译大脑的密码

头上接驳的电极宛如从大脑中延伸出无数思维的发辫,“向前,向前”,我的意识开始不由自主地加强,不断想象自己正向前迈步的感觉。机器狗“爱宝”缓缓启动,慢慢地爬了起来,然后开始迈步,抵着前面的足球向球门跑去。负责守门的机器狗开始向我控制的前锋机器狗冲了过来,想要封死射门角度,没门。就在守门员冲上前的一刹那,“向右,向右”,我控制前锋机器狗向右带球,守门员扑了个空。一个经典地罗纳尔多式的晃人之后,我从容地控制机器狗把球送入了空门。

这是在清华大学医学院生物医学工程系实验室里上演的一场精彩的机器狗足球赛。不过与以往的机器人足球比赛不同,这里的机器人是用人脑来实时控制。这项技术在学术上有一个非常酷的名字“脑—机接口”(Brain—Computer Interface,简记BCI),“脑”就不用解释了,“机”在这里泛指计算机及其他人工装置。这是一项激动人心的技术,被科学界列入21世纪改变世界的十大技术之首。想想吧,人们不需要通过语言或肢体的动作,就可以直接利用脑的思维来操纵机器甚至其他生物。

这一切首先需要破译大脑的密码,即我们在运动的时候,大脑的脑电波或神经元会发出什么样的信号?科学家研究发现,当人脑在思维或进行某种动作时,脑部特定位置的神经元会发出特定的脑电信号。比如,反映人体肢体运动的脑电信号主要表现在头顶部位(即所谓“运动皮层”处),所以,可以从这一区域采集脑电信号经实时分析处理,破译成计算机能够识别的信息,来控制机器。清华大学足球比赛中的机器狗就是采用了这种控制技术:这种机器狗有三种控制命令模式,分别是向左,向右,以及向前运动,相应人脑的思维状态是想象左手,右手以及脚的运动。通过戴在头上的电极帽,电脑实时地检测这些运动在大脑运动皮层不同区域造成的脑电波变化,从而判断出大脑究竟是在发出向左还是向右的命令。

寂静的健身馆,两个头戴电极帽的思者相面而坐,在他们之间有一个神奇的圆球在滚动。这是一场脑电波的较量,他们谁的心态更平和,球就向对方滚过去,如果球接触到谁的身体,谁就告负。不要以为这是科幻电影的场面,在欧洲的一些健身馆里,这项脑力竞技游戏越来越受到人们的喜爱。原理非常简单,当人们放松的时候,脑电波中的α波就会相应增强。比赛时,电脑会同时采集到两个人的脑电波,谁的α波弱,球就向谁滚去。清华大学医学院生物医学工程系也在着手开发这种前卫的运动。不过有所不同的是,不是比谁的心态跟平和,而是用你的意念来掰手腕。如果你不是个大块头,但是你拥有强大的意念(精神注意力),那么恭喜你,你有可能在这场虚拟掰手腕竞技中胜出。这种原本为了训练人脑控制的游戏,说不定哪天会登上奥运会的赛场。

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