最近,因為AlphaGo(阿爾法圍棋)再度成為緊緊握住圍棋世界的「上帝之手」,人工智慧又擠入城中熱點;與此同時,一項發表在《神經元》期刊的關於腦電波的研究,也受到熱議。由日內瓦大學團隊所研發的腦機接口,不僅可以讓人們控制光標,還能將相應的信號反饋給大腦。試想一下,或許再過不久,我們就能插著耳機躺在沙發上,聽著播放列表裡與你大腦化學物質相符的音樂,放鬆身心。
文/圖 廣州日報全媒體記者黃嵐
最新成果
直接用腦電波打字
近年來,腦機接口研究已經取得了快速進步,其中最顯著的研究成果來自史丹福大學,一種經過改進的微電極陣列和電腦系統,可以讓癱瘓病人使用電腦屏幕上的光標。研究者表示,儘管我們可能無法在短期內利用這樣的系統取代滑鼠和鍵盤,但這種仍處在發展初期的技術卻展現出革命性的意義,尤其是對殘疾人。除了日內瓦大學的研究有突破性進展外,在國內,很多高校研究所也都在這個方面取得了不錯的進展,不久前,華南理工大學李遠清教授團隊就在多模態腦機接口方面,以及腦機接口輪椅等方面取得了很多成果。
從腦波控制機械臂到意念控制輪椅,再到腦控滑鼠,「腦機交互」這個概念讓普通人聽起來感覺很專業,距離日常生活也很遙遠。但是,科學界對腦電波的研究卻一直在向我們的日常靠近,腦科學的前景讓人充滿了期待。不久前,來自美國的「Building 8」研究團隊發布了最新研究成果「靜默語音系統」,這種技術主要體現在兩個方面——直接用腦電波打字,以及用皮膚來接受語音。雖然這個項目距離真正實現還有很多年的時間,但事實上,它也並非那麼不可能實現。
你知道嗎,我們的大腦有860億個神經元,每個人的大腦獨一無二,腦電波不僅能為我們提供一種理想的生物密碼,它也是實現「意念控制」的神器。
專家聲音
「刷腦登錄」離現實更進一步
「刷腦」的概念,在前幾年便有研究者率先提出,在早年的研究中,科學家已證實腦電波在身份識別上的巨大潛力。最近,西班牙科學家研製出了可錄取腦電波的耳機。這讓用腦電波充當個人密碼,實現「刷腦登錄」離現實更進了一步。
雖然「腦電波」這個詞聽起來很有科技感,但是對於「腦機交互」,不少人的概念還是模糊的。華南理工大學腦機接口與腦信息處理研究中心副主任俞祝良教授告訴記者,這項技術最重要的,就是通過植入電極獲取大腦皮層信號,然後解碼,最後獲得控制信號。簡單地說,「腦機交互」就是——人不通過傳統的方法,直接實現大腦和外部機器的交互,包括「從大腦輸出指令到機器」以及「從機器輸入信號的大腦」,這兩個方向的交互。
隨著大腦的研究知識成果越來越成熟,與此相關討論也越來越熱烈。俞祝良教授表示,就目前而言,植入式腦機接口存在一個很大的問題,就是人體對植入電極的排斥效果。「我覺得腦機接口目前有一個非常大的瓶頸,就是信號的獲取。腦信號微弱,SNR低,如何穩定、可靠、簡便地獲取腦信號,是今後一個重點發展的方向。目前乾電極、親人體的植入電極等都是重要發展方向。」
除了人們所關心的「身份識別」之外,這些年來腦電波的應用,也開始逐漸出現在我們的日常生活中。在美國消費電子展上曾推出過一款腦波控制玩具,玩家可以用「意念」讓玩具小球懸浮至空中,並穿越各種障礙。不少研究者都認為,人腦所釋放的腦電波是人類的一大科技寶庫,它所誕生的各類科技在不斷地拓寬著我們的眼界,改變著我們的生活。
延伸閱讀
情投意合
原來是腦電波起作用
每個人都知道,我們的大腦中每時每刻都有著腦電波在活動,它可以完美地把我們感受到的各種信息組織起來。有意思的是,在一百多年前,在腦電波領域最開始的研究,是關於「一對戀人」。
那是一個很有意思的實驗,研究者先叫一對戀人面對面而坐,四目交投地進行思想和情感交流。幾分鐘後,這對戀人被帶到相鄰的兩個房間,接上測量腦電波的儀器。通過實驗結果證實,人與人之間的心心相通是腦電波的作用。感情越好的兩個人,他們的腦電波、波段和頻率就越接近。因此,當時的研究者們認為,腦電波在人際關係中起到十分重要的作用。
後來,隨著科技的不斷發展,越來越多科學家認識到,人腦是一臺生物電腦,每時每刻都在產生並向外傳送和接收各種信息波,每個人腦電波的波段和頻率是不同的,由此產生了各種頻率的腦電波。德國馬普所的研究者在讓受試者辨認高速閃過的單詞時發現,能有意識認出單詞時,大腦中各相關區域的 波是同步的,反之則不行。同時,科學家也認識到,腦波對記憶也有著重要的作用,挪威大學的研究者發現,海馬體的三個區域都在通過 波相互通訊。
在醫學界,腦電波技術的研究被認為是「可能會為治療精神疾病找到新的方法」。研究者甚至還發現,調整腦波不只是精神病患者有效,對於正常人也可能有利於提高智力表現。不可否認,今時今日,腦電波技術應用領域正在不斷拓寬。
「定製化」時代
腦電波科技助一臂之力
定製珠寶與腕錶,、定製豪車、私人飛機、超級遊艇等,在這個「定製化時代」,每個人都喜歡獨一無二的感覺。但你有沒有想過,在未來,腦電波科技或許也可以在私人訂製的範疇,助你一臂之力。
前不久,芬蘭研究人員利用機器學習開發出一種技術,可以讀取使用者閱讀時的腦電波,捕捉其興趣點,並對其所面對的信息進行智能篩選和推薦。除了能夠「私人訂製」真正適合自己的圖書之外,腦電波技術還能根據你的情緒,為你挑選「最合時宜」的著裝。無獨有偶,一款在澳大利亞服裝店推出的程序「Umood」,堪稱可以幫助顧客「量心擇衣」。顧客只需要戴上一款類似耳機的傳感器,面對大屏幕所播出的幾段視頻——森林裡讀書的女人、跳舞的男人、櫻花落下等場景。每段視頻都會代表超過10種不同的情感氛圍,在這個過程中腦電波就會被感應接受,最終被記錄下來。系統會將顧客大腦情緒歸結出興趣點、喜好、專注、壓力及困意五大指標,每一類都有對應的服裝系列。
科技以人為本,腦電波技術所挑戰的,不僅僅是傳統試衣間。如果想要量身定做音樂,也可以通過掃描腦電波來實現,這項技術將生物節奏調和至與環境信號(如音樂)一致,由此完成最佳匹配。試想一下,或許再過不久,我們就能插著耳機躺在沙發上,聽著播放列表裡與你大腦化學物質相符的音樂,放鬆身心。
在這個極具個性化的時代,越是「時髦」的科技,比如說可穿戴大腦識別技術,便越能成為人們生活的主流。