科幻電影《阿凡達》虛構了利用「腦—腦接口」技術實現異體生物控制的科學夢想，電影中的幻想能在現實實現嗎？昨天，從上海交通大學獲悉，該校機械與動力工程學院碩士研究生李廣曄在導師張定國的指導下，成功利用人類的大腦意念遙控活體蟑螂。這隻蟑螂在人腦的指揮下，竟然完成了S形軌跡和Z形軌跡等任務。
建立功能性「腦—腦接口」
據介紹，該研究建立起了人腦與蟑螂大腦的功能性「腦—腦接口」，把人腦信號發送到了蟑螂大腦，實現了人腦對蟑螂運動的遠程無線控制。
控制者頭部佩戴可攜式無線腦電採集設備，控制者根據視覺反饋和視覺刺激，腦部產生方向控制意圖；電腦程式解碼腦電信號，識別控制者的控制意圖，控制意圖轉換為控制指令後無線發送到蟑螂的電子背包接收器；蟑螂腦部的觸角神經被植入了電刺激的微電極，這樣就製作出了一個可控的活體「機器動物」。
利用藍牙通信技術，建立計算機同電子背包的無線通訊，電子背包可接收來自控制者大腦的指令，通過侵入式神經電刺激技術向蟑螂的觸覺神經發送特定模式的電脈衝，進而實現人腦對蟑螂運動的控制。
據介紹，該成果獲得2015年國際機器人與自動化學會（IEEE RAS）學生視頻競賽第二名。這項研究實現了人腦實時控制活體蟑螂走S形軌跡和Z形軌跡等任務。研究者指出，此項技術拓展了傳統的腦機接口技術，初步嘗試了「阿凡達」式的腦—腦通訊，將來亦可用於現實中複雜地形偵查、排險等操作，還為「腦聯網」的興起儲備技術奠定基礎。
據悉，研究者近期還將繼續改進控制模式，實現多人協同控制多隻蟑螂競賽模式演示。
大腦遙控指揮實驗非首例
據悉，交大學生這種大腦遙控指揮外物的實驗，在國內也並非首例。早在2012年，浙大就通過微型晶片實現了猴子利用意念控制機械手。
據介紹，為了完成這項實驗，科研人員必須先在一隻猴子大腦運動皮層，植入兩塊4毫米×4毫米晶片（96個電極），這兩塊晶片與200多個神經元相連接，用來感受來自神經細胞的脈衝。而晶片的另一頭連接著一臺計算機，它實時記錄著這隻猴子一舉一動發出的神經信號。
科研人員再運用計算機信息技術成功提取並破譯猴子大腦關於抓、勾、握、捏四種手勢的神經信號，使猴子的「意念」能直接控制外部機械手。
據了解，將晶片植入動物甚至人的大腦這種實驗，都必須經過相關部門的審核。比如，浙大的這項實驗就需要通過動物倫理委員會的論證和批准。
據預測，將來人類可通過大腦訊息，直接和個人計算機的作業系統及軟體交互交流，不用滑鼠和鍵盤便可開啟程序和在計算機撰寫筆記。相關技術將來更可發展為「大腦網絡」(brain net)，讓人類以大腦訊息直接溝通。