「缸中之腦」成真?動態電極繞過眼睛直接刺激大腦,在盲人腦海畫出...

2020-11-30 騰訊網

新智元報導

來源：Cell等

編輯：嘯林、雅新

【新智元導讀】最新研究繞過眼睛，通過動態電極刺激大腦，直接讓天生的盲人腦海中出現字母！「智子倒計時」、「缸中之腦」、「黑客帝國」，讓人分不清虛擬還是現實的直接意識輸入，或許真的離我們不遠了。

比「智子倒計時」還牛，繞過眼睛直接在腦中成像

看過《三體》的朋友應該記得「智子倒計時」：

智子可以直接作用於人的視網膜，從而讓人的視野中憑空出現字：

「他睜開眼，看到了模糊的天花板，外面城市的燈光透過窗簾，在上面投出黯淡的光暈。但有一樣東西從夢中跟隨他到現實中：幽靈倒計時。倒計時仍在他睜開的眼睛前顯現，數字很細，但很亮，發出一種燒灼的白光。

1185:11:34、1185:11:33、1185:11:32、1185:11:31……

汪淼轉轉頭，看到了臥室中模糊的一切，確認自己已經醒來，倒計時沒有消失。他閉上雙眼，倒計時仍顯現在他那完全黑暗的視野中，像黑天鵝絨上發亮的水銀。」

——《三體I·射手與農場主》

最近，讓人的視野中直接出現字母的黑科技，已經成真了！

而且不是通過作用於視網膜，而是直接向人腦輸入視覺信息。

5 月 14 日，國際頂級期刊《細胞》發表了一項黑科技成果，來自美國貝勒醫學院Daniel Yoshor 教授帶領的研究團隊：

跳過眼睛，將視覺信息直接從相機傳遞到植入大腦的電極上，通過動態電流電極刺激大腦皮層，成功在受試者腦海中呈現指定的圖像，他們能夠把刺激正確識別為特定字母。

論文作者Daniel Yoshor教授表示：「當我們使用電刺激在患者大腦上直接追蹤字母時，他們能夠『看到』預期的字母形狀，並正確識別出不同的字母。他們把這些字母描述成發光的斑點或線條，就像在眼前憑空出現字母。」

就像這樣：

是不是聽起來很有《三體》「智子倒計時」內味兒了！

視頻解說：一位盲人受試者根據對視覺皮層的動態刺激，繪製出腦海中呈現的字母圖像

下一步：缸中之腦？

在將該技術應用於臨床之前必須克服一些障礙。

Beauchamp說：「植入電極的主要視覺皮層包含十億個神經元。在這項研究中，我們僅用少數電極刺激了這些神經元的一小部分。」

「下一步將是與神經工程師合作，開發具有數千個電極的電極陣列，使我們能夠更精確地進行刺激。再加上新硬體，更新後的刺激算法將有助於實現向盲人提供有用的視覺信息的夢想。」

這個研究更細思極恐的地方在於，如果它發展到和真實世界同樣清晰真實的程度，以後人會不會就不再需要直接的視覺刺激？

以後會不會直接依靠電極輸入就可以感知世界？

這不禁讓人想起那個著名的「缸中之腦」思維實驗：

假設一個瘋子科學家、機器或其他任何意識將一個大腦從人體取出，放入一個裝有營養液的缸裡維持著它的生理活性，

超級計算機通過神經末梢向大腦傳遞和原來一樣的各種神經電信號，並對於大腦發出的信號給予和平時一樣的信號反饋，則大腦所體驗到的世界其實是計算機製造的一種虛擬實境，

那麼此大腦能否意識到自己生活在虛擬實境之中？

說實話如果電極輸入發展到那一步，人就已經分不清自己是在現實中還是在虛擬世界中了。

這樣一來，人的意識感知就完全可以被別人控制。

或者被超級AI控制。

《西部世界》

莊周夢蝶，還是蝶夢莊周？

或許，《黑客帝國》裡人被圈養在液體中、思維上傳到網絡裡的生活，已經離我們不遠了。

之前刺激大腦只能產生光幻覺

對於絕大多數盲人來說，失明主要是由於眼睛或者視神經受損，而大腦與常人無異。因此，數十年來，科學家一直想開發一種設備，直接繞過受損的眼睛和視神經，直接將視覺信息傳遞給大腦，從而使盲人恢復視力。

這種設備被稱為視皮層視覺假體（visual cortical prosthetic）又名「仿生眼」，是一種將圖像信息進行人工處理與編碼，通過插入的微電極陣列對視覺神經系統進行刺激，使盲人恢復部分視力的人造器官。

早在1996 年，猶他大學的研究人員就成功開發出了經顱刺激的無痛、非入侵式的方法，可以使正常人和盲人產生「光幻覺」。

然而這些視皮層視覺假體不太成功，因為它們僅將每個電極視為可視顯示器中的像素，通過同時刺激了多個電極，參與者雖然可以「看到」到光點分辨顏色，但卻無法識別有用的信息，例如文字和圖像。

在盲人腦海直接畫字母，打開認識世界通道

本次研究實現了改良。研究人員採用的方法有點像盲人摸象：通過連貫性的觸摸來感知事物，我們就能夠猜測出它的形狀。

研究人員在四個視力較弱的人的大腦中植入了電極以監測癲癇，還在兩個盲人的視力皮層上植入了電極，來研究視覺皮層修復裝置。

為了實現這一目標，研究人員改進了傳統電極，將電流轉向和動態刺激相結合，通過精準的電流控制，依次激活不同的電極，從而實現患者對字母或圖片輪廓繪製。

第一作者Michael Beauchamp說：「我們沒有嘗試從多個光點構建形狀，而是繪製了輪廓。」 「我們這樣做的靈感是：在別人的手掌上畫字母。」

圖A和C將多個按「Z」形排列的探針壓入手掌，這只會產生無連貫式的觸摸感，患者無法感知這個信息。而圖B和D按「Z」形匹配的順序動態移動單個探針，這會立即產生連貫的字母感知。

為了驗證改良後的方法是否可行，研究者分別對四個視力受損但沒有完全失明，以及兩位完全失明的患者大腦視覺皮層植入這種電極，結果顯示所有受試者都看到了字母「Z」。

參考連結：

論文連結：https://www.cell.com/cell/pdf/S0092-8674(20)30496-7.pdf

https://www.cell.com/cell/pdf/S0092-8674(20)30276-2.pdf

視覺皮層的動態刺激使盲人和有視力的人可以「看到」形狀

https://www.sciencedaily.com/releases/2020/05/200514115828.htm

《細胞》：繞過眼睛植入幻覺，科學家成功在盲人腦海中呈現指定圖像！

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