核心提示：英國著名物理學家霍金聰明的大腦裡，在想些什麼？他因患有運動神經疾病無從表達，並且隨著身體機能不斷衰退一切奧妙的思想可能都要永久封存在這顆大腦裡了。為了避免這樣的損失，美腦神經學家飛利浦·婁研發了一套「iBrain」設備，對霍金開展實驗。
iBrain幫助霍金表達自己的思想。
iBrain是一種能夠讀取人類大腦信息的設備。
過去30年裡，患有運動神經疾病的英國物理學家史蒂芬·霍金一直用殘存的肢體能力，表達這顆世界最聰明大腦裡的所思所想。但眼下，隨著身體機能不斷衰退，一切奧妙的思想可能都要永久封存在這顆大腦裡了。
全球的科學家可不允許這樣糟糕的情況發生。「現在他正和不同團體合作，研究新的技術。」負責管理霍金溝通設備的助理約瑟夫·伍德對中國青年報記者說，「這些技術都代表著科學發展的方向，將為人類的通訊帶來新希望。」
最引人注目的莫過於一套名為「iBrain」的腦神經設備。它由美國腦神經科學家飛利浦·婁領頭研發，眼下正針對霍金開展實驗。
「希望有一天霍金能夠繞開殘障的身體，僅靠『想法』就能與外界溝通。」他說。
從外形上看，「iBrain」酷似一條簡約的黑色頭帶，上面安裝了火柴盒大小的傳感器，「比一盒香菸還輕」。它的重要使命是檢測腦電波，了解人們「正在想什麼」。
儘管實驗結果目前仍未正式發布，但婁對「心想事成」的前景雄心勃勃。「我們已經發現，當霍金教授正在想某些東西時，設備可以檢測出來。」這位美國科學家說，「這實在太令人興奮了，這意味著那些癱瘓的、不能與外界溝通的人，可能很快會得到幫助。」
我們可以精確地描繪霍金的大腦裡正在發生什麼
當婁帶著iBrain設備來到霍金位於劍橋大學的辦公室時，這位有「宇宙之王」之稱的英國科學家面無表情。他一動不動地躺在輪椅上，頭向左歪斜著，全身唯一還能運動的，只剩下右眼下方的臉頰肌肉。
過去幾年來，這一小塊肌肉成了霍金與外界溝通的唯一工具。他的眼鏡鏡框上掛著一個小小的紅外線感應器，感應器又連著他的電腦。只要動一動臉頰，霍金就可以操作電腦上為他定製的一份特殊菜單。「他可以獨立地回覆郵件，與別人聊天，上各種網頁。」伍德說。
婁想到的卻是另一種完全不同的溝通方式。他小心翼翼地為霍金佩戴上iBrain頭帶，讓後者「想像自己正在將右手握成一個拳頭」。
「當然，他的手已經不能真的運動了，但他大腦的皮質運動區依然會發布命令，在腦中產生電波。」婁解釋說，人腦細胞多如繁星，約有1000多億個，為了完成某項指令，細胞之間互相發布信號進行溝通，而iBrain能夠檢測出信號的變化。
這項實驗自去年夏天就已啟動。婁反覆讓霍金想像自己正在操作不同的動作， 同時一一記錄下與霍金「某個想法」相配對的腦電波信號，實驗結果將匯聚成一個「超級龐大的腦電波資料庫」。
「我們想看看霍金的大腦能不能產生持續穩定的信號模式，以便用電腦將這些信號翻譯成一個字母，一個單詞，或者一個命令。」婁說。
事實上，這樣的溝通方式在腦神經科學界早已不是神秘技術。清華大學專攻神經工程學的教授高小榕介紹，這種技術意味著「直接從大腦提取信號，去控制人體外部各種各樣的電子設備」，被稱為「腦機接口」。最早的研究起步於上世紀70年代的美國。
2005年，清華大學也向公眾展示了一項奇特的機器狗實驗。人們只需坐在椅子上，光憑自己的大腦就能控制身邊一隻機器狗的運動，「人想著左手運動，狗就往左邊走，想著右手運動，狗就向右邊走」。
背後的原理其實並不玄妙。實驗時，人們戴上一個附有傳感器的頭罩，頭罩連接著一臺計算機，計算機又連接著機器狗。人們只要「想一想」，計算機便可以讀取到相應的腦電波，將腦電波翻譯後，再向機器狗發出指令。
不過，要讓計算機讀取清晰的腦電波，人們還得先接受培訓，學習「怎麼想」。高小榕說，由於不同人控制大腦的能力有差異，有的人只需半小時就能學會控制機器狗，有的人則要花幾個小時。
在英國劍橋，婁讓前往採訪的《紐約時報》記者一同參與實驗，想像某樣東西，結果發現「霍金比記者做得好很多」。「霍金的大腦擁有特別厲害的專注能力。」婁說。
對於腦電波，高小榕介紹，目前國際上的觀測水平還只能讀取「粗糙的想法和意圖」，比方說人們想移動左手、右手、雙腳或者舌頭，但還不能檢測出例如「我想喝杯茶」這樣具體的信息。
部分原因是由於大部分的檢測儀器都置於頭皮以外，離大腦的信號發射源很遠。「這就像你站在大禮堂的外面，卻想聽清楚大禮堂裡頭到底誰在說話。」高小榕比喻說。
但婁希望打破這個限制。早在攻讀博士學位時，他已經設計出一套算法，用於「翻譯」這些相對微弱的腦電波。利用這套算法，婁可以將霍金的腦電波變成一張形象的「大腦活動地圖」，追蹤霍金具體的想法。
「有了這套算法，還有腦電波資料庫，我們就可以精確地描繪霍金的大腦裡正在發生什麼。」婁對中國青年報記者說。通過之前的實驗，他已經發現iBrain可以檢測出人們一些具體的想法，「比方說一個人正在想像自己在家裡，看著睡床」。
對於實驗結果，婁目前不願透露太多。他計劃在今年7月，與霍金一同出席在劍橋大學舉辦的一個神經科學大會，公布他從霍金大腦中得到的所有數據。「很長時間以來，人們都以為不能從人腦中讀取精確信息，但事實是，我們正在證明，這是可以做到的。」婁說。
如果沒有這些輔助手段，霍金大概活不到今天
這並不是霍金第一次走到溝通技術發展的尖端了。
早在1986年，霍金就開始使用一部聲音合成器，幫助他將寫好的文字轉化成聲音。此前一年，他感染了肺炎，不得不進行氣管切開術，從此失去了說話的能力。
為了讓霍金重新「發聲」，劍橋大學研究適應性溝通的學者大衛·馬森找來當時的電話答錄機研究一番，成功改裝出一部當時極其罕見的聲音合成器。雖然這部機器生成的聲音「有點像機器人」，「還帶著些美國口音」，但霍金欣然接受了它。如今，這略顯生硬的聲音早已成為霍金的標誌之一。
在當時，隨著運動神經疾病的不斷惡化，霍金身上只有幾根手指能夠運動了。美國一家計算機公司的科學家專門設計了一個觸碰式滑鼠，以及一個不斷滾動著26個英文字母的電腦界面。當特定字母出現時，霍金只需輕抬手指，便能選中字母。選中頭幾個字母後，電腦還會進一步聯想，為霍金提供一些合適的詞語。
要維護好這一套先進的設備並非易事。曾連續5年擔任霍金技術員的森姆·布萊克本至今記得，他會在深夜1點收到霍金私人助理的電話：「史蒂芬現在說不了話，我們該怎麼辦？」
而到了後來，霍金甚至連一根手指也動不了了，布萊克本又將滑鼠改成了一個感應臉頰運動的紅外線感應器，霍金的手指功能便被一小塊臉頰肌肉所替代。
高小榕說，長久以來，幫助殘疾人使用計算機的傳統理念就是「利用各種各樣的殘存能力」，這可能是一根能夠活動的手指，甚至是「呼吸吹氣的能力」和「舌頭活動的能力」，後來人們才開始「異想天開」，「想像直接從腦子裡提取信號」。
「如果沒有這些輔助手段來幫助霍金，他大概活不到今天。」高小榕說，殘疾人一旦不能正常表達自己，告訴別人自己哪裡不舒服，生命便會受到影響。
2010年，高小榕與同事曾給一個與霍金相似的殘疾人裝上輔助溝通設備，讓他通過眨眼睛來操作電腦。沒想到，這位殘疾人「說」的第一句話竟然是「我心臟不舒服，帶我去醫院」，這讓高小榕大為震驚。
不過，霍金做到的還不僅僅是生存下來。在幾個手指還能動彈的時候，他通過輔助設備寫出了許多講義、論文，和包括暢銷書《時間簡史》在內的不少經典著作，儘管他最快的「打字」速度僅僅是每分鐘4個英文單詞。
「史蒂芬一個字母一個字母地撰寫、編輯了《時間簡史》，這真讓人難以置信。」伍德說。
霍金還曾經參演美國大片《星際爭霸戰》，又在熱門動畫片《辛普森一家》真人版中露過臉。今年4月，他在萬眾期待下出現在美國當前最受歡迎的電視劇《生活大爆炸》中，用經典的「機器人聲音」對男主角說：「你關於希格斯粒子是個黑洞，而且能加速時間反演的理論非常吸引人——只可惜它是錯的。」
21歲時，這個剛剛嶄露頭角的英國科學家被確診患有運動神經疾病，醫生斷言他將在隨後2～5年內離開人世。然而，今年1月8日，霍金已經度過了人生中第70個生日，全世界頂尖的宇宙學家齊集劍橋大學，為他舉辦了為期4天的慶祝活動。
慶典的高潮是霍金通過輔助設備發表的題為「我的簡史」的公開演講。「記住，要抬頭看天上的繁星，而不是低頭看自己的雙腳。」霍金在演講中說。
一套設備用久了，就變成了他的一部分
實際上，霍金大概正不得不面對令他無奈的現實。因為身體不適，他未能出席不久前自己的生日慶典。
「霍金『說話』越來越慢了，在糟糕的日子裡，他一分鐘只能說出一個單詞。」霍金的私人助理朱迪絲·凱蘿絲戴爾說，「這可能是由於臉頰肌肉的退化，我們正在尋找辦法改善情況。」
除了iBrain外，英特爾公司也正在緊鑼密鼓地為霍金研發新技術。「我們可以看看『表情識別』技術是否可行，熟悉霍金的人說，他們還是可以分辨出他的一些表情。」英特爾首席技術官賈斯丁·阿特納說。
對霍金來說，用「表情」來替代臉頰肌肉的溝通手段或許更容易接受。「對新技術，史蒂芬總是滿懷熱情的，不過說到要替代他當前所用的設備，他的態度就有些不一樣了。」伍德說，「這是可以理解的，一套設備用久了，就變成了他的一部分。」
儘管更輕便、發聲更流暢的發聲合成器早就在美國普及，但直到現在，霍金依然在使用上世紀80年代的那一部合成器，並對它情有獨鍾。「這是我聽過的最好的聲音。」霍金曾經這樣說。
每一回有新的通訊專家給霍金展示新技術時，他操作當前系統的速度還會突然變得快起來。「他一定要去證明，自己還有能力使用目前的系統。」布萊克本說。
據伍德透露，今年下半年，霍金希望嘗試英特爾研發的新技術。「但如果情況有變，我會試試飛利浦·婁的系統。」霍金說。
婁希望確保的是，「即使有一天霍金完完全全癱瘓了，也可以讓他僅靠大腦就能與外界溝通」。
高小榕認為，「腦機接口」技術是幫助殘疾人的「最終方向」，比起利用不同殘存能力的各種設備，「腦機接口」可以提供「通用、全面的解決方案」。
高小榕想像，在很久以後的未來，「腦機接口」技術可能會為人類創造一個類似電影《阿凡達》所描述的奇幻世界。「一個人躺在那裡，他只要去想，我們就可以將他的想法翻譯出來，去控制另一個實體。」高小榕說。
對這種大膽的溝通手段，許多人目前還持保守態度。高小榕不時會收到市民的來信，表達對這種類似「讀心術」的技術的擔憂，害怕有一天「自己的大腦被控制」。
但在婁看來，「腦機接口」的主要目標還是幫助人們更好地溝通，恐懼大可不必。「與我們不一樣，世界上有很多人失去了與別人溝通的肢體能力，但他們同樣有強烈的渴望，去表達自己。」婁說，「我認為，這個世界不應該害怕溝通。」