脑机接口：用思想控制机器还是机器控制思想.docx

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1、脑机接口：用思想控制机器还是机器控制思想目录目录1导语1?BCI技术该如何运作？它又能做什么？ 42 . BCI技术的障碍在于生物学，而不是技术层面43 .用意念操控机器？未来是否可以完全实现脑机接口？ 8?反思脑机接口技术：机器真的能控制我们的大脑吗10导语狂怒的公牛突然收回了腿。在可能会刺伤人之前，这头野兽停了下来，此刻它正用蹄子刨着地。斗牛场中，与气喘吁吁的公牛四目相对的不是斗牛士，而是西班牙神经科学家何塞曼努埃尔罗德里格斯德尔加多(Jos6 Manuel RodriguezDelgado)o在1963年的这场公众演示上，他赌上生命展示了暴力行为是如何被一个无线电控制的大脑植入系统抑制住

2、的：他手里握着一个无线电发射器，按下上面的某个开关，便能让公牛大脑中植入的电极通电。德尔加多提出，远程控制的大脑植入系统能够抑制异常行为，从而构建一个心理文明的社会(psychocivilized society)o第1页共13页甚至近年都还有广受尊敬的神经科学家为大家敲响警钟。2017年，自然期刊上发表了一篇带有警示意味的社论，向人们描绘了像黑镜（Black Mirror,该剧的剧情经常聚焦在精神操控技术上）剧情一样的场景。在作者描绘的场景中,一位瘫痪病人由于情绪低落，使得控制义肢的大脑植入系统突然失控，接着义肢用它的钢爪攻击了他的助手。这种科学怪人式的场景或许很荒谬，因为控制假肢的植入电极

3、位于运动皮层，并不会收到情绪信息。此外，不管你在那些耸人听闻的论文中读到什么，神经科学家们目前并不知道那些在神经环路中快速传递的神经冲动的模式是如何编码思想、情绪和意图的：精神黑客的障碍更多在于生物学而不是技术层面。BCI技术该如何运作？它又能做什么？目前的BCI设备是依赖数据分析来工作的，它的运作机制其实就和亚马逊试图预测你接下来想买什么书差不多。利用大脑植入系统或是穿戴式电极帽来记录大脑的电活动并传输到电脑中，电脑从数据中学习识别当一个人试图移动肢体时这些通信模式是如何改变的。比方说，脑电波一一即在大脑皮层内时时刻刻不断涌过的电流震荡，会在一个人运动某个肢体（甚至仅仅只是想象这个运动过程）

4、的时候被抑制。这种现象反映了数千个神经元之间交流的突然改变，就像是服务生打碎了一只杯子时餐厅突然变得鸦雀无声：你无法理解不同餐桌上人们的对话，但大家突然一起安静下来便是一个明确的信号。通过扰乱大脑皮层特定的电通信，科学家们可以通过电脑来激活义肢的运动，或者是在电脑屏幕上点击一个虚拟鼠标。但即使当技术可以做到将微电极插入单个神经元时，神经科学家们还是无法像理解电脑代码一样解码神经元放电；他们需要运用机器学习来进行模式识别，建立神经元的电活动与具体的行为反应之间关联。这样的BCI运作实际上正是基于相关性，类似于我们开车时靠听发动机的声音来踩离合一样。就像赛车手能够准确变速一样，利用这种相关方法建立

5、人和机器的关系是非常高效的。如果义肢能将大脑的电活动与感觉运动功能匹配起来，它可能就会改变人生：让那些身患残疾或是遭受了其他神经损伤的人们重新恢复部分功能或是独立行动的能力。2. BCI技术的障碍在于生物学，而不是技术层面但是在这个过程中，相比于BCI设备中用到的那些酷炫技术来说，大脑自身才是大功臣。经过反反复复地试错，大脑终于实现了它想做出的反应。随着时间的流逝，它渐渐学会了产生电脑能够识别的电信号。所有这些都发生在潜意识层面，而神经科学家们并不知道大脑是如何完成这一切的，而这和那些笼罩在精神控制上的耸人听闻的恐惧和承诺都相去甚远。第5页共13页但是为了避免争议，我们来想象一下神经科学家们已

6、经弄清楚了信息是如何在神经元放电模式中编码的。接着，按照真正黑镜式的风格，假设我们想要通过大脑植入来插入一个外来的思想片段，我们还需要克服很多的障碍，神经科学家蒂莫西布希曼(Timothy Buschman)如是说。布希曼正非常积极地推进采用脑记录和脑刺激进行研究。我能明确目标脑区，但我绝不可能精确定位到某个神经元。他告诉我，当时我们在他普林斯顿大学的实验室里，就算是我能在每个人身上都追踪到同一个神经元，但那个神经元在不同人的脑子里的功能也会是不同的。不管像马斯克那样的人运用多少产业力量来推进研究这个问题，布希曼解释说从数学的角度来讲问题不在于技术，生物学才是真正的瓶颈。就算是我们将神经编码极

7、度简化为给神经元赋予开(on)或关(off)两种状态,在仅有300个神经元的网络中，我们还是会面临2的300次方种可能的状态一一比已知宇宙中所有的原子数还要多。要理解这样庞大数目的状态是不可能的事情。布希曼说道。念，其中封存着和它相关的所有的感觉、情绪、有关体验和重要性。意大利面和苹果这两个词在逻辑上相似，都属于食物，但它们所激活的脑区是不同的。这解释了贾斯特为什么能采用fMRI这种耗时久、过程缓慢的方法判定一个人读到了什么内容。大脑并不像谷歌翻译那样逐字逐句地编码和存储文字信息：它会将一句话作为整体来编码。这种读心黑科技可能听上去有点吓人。没什么能比一个想法更加私密。贾斯特说道。但实际上这样

8、的恐惧毫无依据。和用于操控义肢的BQ一样，这种读心术非常依赖于受试者的积极配合和努力。人们能轻易挫败它，贾斯特的同事弗拉基米尔切尔卡斯基(Vladimir Cherkassky)解释道我们需要受试者想象苹果六次。他们需要在第一次想象一个红色的苹果，接着是绿色苹果，可能还会想象苹果电脑，这样就行了。批评家们经常会援引BCI所涉及的伦理问题：失去隐私、失去个体特性、失去能动性和知情同意。他们担心人们为了提高表现而滥用BCI技术，担心自由意志会坍塌，他们还担心社会差距会让一些人没法使用这样的技术。的确，任何一种技术都可能会被心怀不轨之人滥用而造成故意的损伤。这些都是很好的观点，在技术的发展中值得考虑

9、。但同样我们要知道，我们已经面对并接受了由其他生物医学方面的进步所带来的类似担忧，例如DNA测序、麻醉和外科手术。陈天桥雒羊羊脑机接口中心团队研发了一种新型微创脑机接口，使用了功能性超声技术准确地绘制大脑深处精确区域的大脑活动图对我来说，BCI,现在所带来的好处远胜于未来可能会造成的伤害。目前利用化学药品或者手术来治疗神经障碍和心理学疾病的效果严重不足。而准确地运用电来和大脑交互，以及通过监控大脑的电活动来诊断疾病展现出了很好的前景。当内森科普兰（Nathan Copeland）通过植入他大脑运动皮层的电极控制自己的机械臂和奥巴马总统握手时，他同样也感受到了抓握感。他义肢手指上的传感器感知到了

10、奥巴马的握力，并刺激植入他感觉皮层的电极，从而产生了抓握感。BCI还能帮助恢复视觉和听觉，生成合成的语音，帮助治疗例如强迫症、上瘾和帕金森病等疾病。对我们所不了解的事物心生恐惧很正常。对于我们大多数人来说，对精神控制的恐惧只是一个抽象概念，但科普兰真真实实地经历过让科学家打开他的颅骨、在他的大脑中植入电极的做法。当我在2018年见到他时，他大脑中的植入系统已经因为到达寿命而被移除了。回过头来看，他说道，可以的话叫我植入多少次我都愿意。3.用意念操控机器？未来是否可以完全实现“脑机接口？1） Brain-Compute门nterface（脑机接口）脑机接口是指在人或动物的大脑中与外部设备间建立的

11、直接通路，计算机接受脑传来的命令，做出操作，而大脑也可以接受来自电脑的信号。2）脑机接口如今随着现代科技的迅速发展，曾经影视中的种种也慢慢开始贴近并应用于现实生活中。3）影片机械战警电影机械战警中的男主因受到仇家暗算，身体受到毁灭性的破坏，借助于军火公司研究的机器人技术得以复活。4）影片机械战警影片中的男主便是靠大脑与外部设备的连接得到了重生，行动与常人无异，甚至要更强于普通人。这是影片中所表现出来的效果，那么我们的现实世界里是否有此类的研究？如果有，那么又研究到了哪一步？早在2001年自然杂志中发表的论文就对用思想直接对机器进行控制有了重要的阐述，随后在麻省理工学院的 21世纪能改变世界的十

12、大技术排行榜中排行第一位，可见此项技术的实现是足以改变世界的。5）人工耳蜗人工耳蜗是一种电子装置，由体外言语处理器将声音转换为一定编码形式的电信号，通过植入体内的电极系统直接兴奋听神经来恢复、提高及重建聋人的听觉功能。近二十多年来，随着高科技的发展，人工耳蜗进展很快，已经从实验研究进入临床应用。6）意念操控近日我国浙江大学医学院附属第二医院发文称，我国首次实现了高位截瘫病人通过脑机接口技术控制机械臂，完成进食、饮水和握手等上肢运动。在高位截瘫患者脑内植入Utah阵列电极，然后用算法对电极收集到的脑神经信号进行分析，并输出机械臂可以理解的指令信号，最终实现患者的意念操控，这标志着我国脑机接口技术

13、在临床转化应用研究中已跻身国际前列。北京时间2020年8月，SpaceX,特斯拉等公司的创始人埃隆马斯克为自己旗下的脑机接口公司Neuralink举行发布会，并在会上公布了最新一代脑机接口产品：一枚硬币大小的可植入大脑的芯片，以及一台可完成自动植入芯片的手术设备。这一枚硬币大小的芯片可以置于人们颅顶部位的设备。其直径为23毫米，厚度8毫米，拥有1024路连接，能够感应温度气压，同时还能读取脑电波、脉搏等生理信号，且具备无线充电功能。7）脑机接口最新消息一位名为Buz Chmielewski的男子，曾在一次出海冲浪时不幸遭遇意外，四肢瘫痪。在此后的30余年里，Buz Chmielewski的手臂

14、几乎不能做出任何活动。他鼓起勇气接受了一组来自美国著名私立大学约翰斯霍普金斯大学医学院、应用物理实验室研究团队的实验-【双边脑机接口植入实验】。在长达10个小时的手术中，医生将6个电极植入了 Buz Chmielewski的大脑，改善其双手对外界的感知，实现传说中的意念控制，术后的他表示，如果专心的话，他已经能够靠思想去移动仿生手臂。?.反思脑机接口技术：机器真的能控制我们的大脑吗脑机接口的每次动态与进展，几乎都能引起一片讨论。其中就有不少关于这个技术的担忧。实际上，我们对于不了解的新事物感到恐惧是正常的。但有一点值得我们技术：我们已经面对并接受了其他生物医学进步所可能带来的担忧，例如DNA测

15、序、麻醉和神经外科。关于脑机接口，生物学才是真正的瓶颈，而猛烈的公牛在冲锋的途中锁定了双腿。它将双蹄扎进地下，在与之搏斗的人类参赛选手被刺伤之前停了下来。这个人类参赛选手不是职业斗牛士，而是一名西班牙神经科学家，叫做Jos6 Manuel Rodriguez DelgadOo 1963年，他在一次危险的公共活动中展示了如何通过无线电控制大脑植入来阻止动物的暴力行为。Delgado按下了手持无线电发射器上的一个开关，使植入公牛大脑中的电极通电。Delgado认为，遥控大脑植入可以抑制动物的越轨行为，实现所谓的“精神文明社会”。毫无疑问，这种通过大脑植入与无线电控制人脑的设想引起了大众对脑机接口技术的恐惧，继而使得这一研究领域受到了限制。但现在，社会开始流行使用更先进的技术，比如激光束、超声波、电磁脉冲、轻度的交流电和直流电刺激等等。这些技术不仅能够获取与操纵大脑的电活动，而且比Delgado刺入