你來想，電腦說

猛 犸

腦機(jī)接口技術(shù)除了幫助那些無法說話的人通過電腦實現(xiàn)溝通之外,還可以讓人們通過思考來控制計算機(jī)。也許有一天,我們能將自己的大腦和互聯(lián)網(wǎng)隨時連接在一起

不知道斯蒂芬?霍金想要什么圣誕禮物。對這位癱瘓已久的老人來說,重新說話的能力應(yīng)該是一個不錯的選擇。幾天前,波士頓大學(xué)主導(dǎo)的一項研究成功地讓一位閉鎖綜合癥患者重新恢復(fù)了發(fā)音能力,將被禁錮在完全不能活動的身體內(nèi)的大腦思維借助計算機(jī)傳遞了出來。他們的方法有些驚人——在病人大腦的中央前回植入電極,將截獲的腦電信號通過無線方式傳遞出來,然后再用計算機(jī)翻譯成人類語言。

這是腦機(jī)接口(BCI,Brain Computer Interface)領(lǐng)域的一個新突破,它讓我們離人與機(jī)器合體的時代更近一步。從20世紀(jì)70年代開始,美國國防部高級計劃研究署資助一項看似異想天開的研究,試圖讓人僅僅通過思維來控制機(jī)器。在解剖學(xué)、物理學(xué)和計算機(jī)科學(xué)的幫助下,腦機(jī)接口領(lǐng)域的研究突飛猛進(jìn)。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大腦中每個區(qū)域的大體功能,將大腦進(jìn)行某項特定思考時產(chǎn)生的電波信號和思考的結(jié)果對應(yīng)起來,希望以此破解大腦思考之謎。

然而,傳統(tǒng)的腦電信號是通過頭皮外電極來接收的,分離出特定的信號就像在嘈雜的商場里聽清遠(yuǎn)處某個特定人物的話語一樣困難。雖然人們可以通過分布在不同位置的多電極來拾取信號,再根據(jù)其位置和強(qiáng)弱分離出指定信號,但是其精確度依然不夠——對說話這類精細(xì)復(fù)雜的活動而言更是如此。

人們很自然地想到了更好的方法:從腦電信號產(chǎn)生的地方直接截取信號。也就是說,直接將電極接入人的大腦。2004年,四肢癱瘓的馬特?內(nèi)格爾的腦中被植入了一枚叫做“腦門”的芯片,上面有96個電極,可以精確接收1000多個神經(jīng)元的電信號。經(jīng)過9個月的艱苦練習(xí),馬特學(xué)會了只通過思考來控制一個機(jī)械手臂,這給他的生活帶來一些便利。幾年后,一只恒河猴也學(xué)會了這樣的技能,它很快就可以只用想法來控制機(jī)械手臂把香蕉送進(jìn)嘴里,靈活得好像那是自己的原生肢體一樣。美國國防部希望利用這種技術(shù)開發(fā)出更仿真的假肢,讓那些不能使用自己肢體的病患能和正常人一樣生活。

與此相似,波士頓大學(xué)的研究者將電極植入人腦中負(fù)責(zé)運(yùn)動的中央前回,因為說話也是一種運(yùn)動——在腦中構(gòu)想出詞句后,需要通過精確控制聲帶來發(fā)出各種聲音。在功能性核磁共振成像技術(shù)的幫助下,研究者對比分析了病人在想要說話和保持安靜時腦部區(qū)域的血液流量變化,來確定電極需要接入的位置。想要說話時哪些區(qū)域附近的血液流量增加,就意味著發(fā)音時需要使用這些神經(jīng)元。然后,神經(jīng)元活動時產(chǎn)生的電流被植入的電極分離出來。這些信號被放大后,以無線方式傳遞給接收機(jī),其原理與我們使用的公車IC卡類似。這些信號將被進(jìn)一步放大,被解釋成對應(yīng)的語音,再通過喇叭播放?，F(xiàn)在這項技術(shù)的平均時滯為0.05秒左右,已經(jīng)足以讓人滿意。經(jīng)過一段時間的訓(xùn)練,參與這個項目的病人已經(jīng)能夠發(fā)出不少母音。雖然現(xiàn)在病人完全說出整個的詞、句子和段落還有些困難,但已經(jīng)沒有技術(shù)上的障礙。

這種技術(shù)也許會帶來更驚人的用途。除了幫助那些無法說話的人通過電腦實現(xiàn)溝通之外,它還可以讓人們通過思考來控制計算機(jī)——只需要將信號直接輸入到計算機(jī)的語音識別系統(tǒng)當(dāng)中即可,其準(zhǔn)確度將比現(xiàn)在通用的語音識別系統(tǒng)高得多。如果這種方式得到推廣,人們將會告別鍵盤和鼠標(biāo),甚至麥克風(fēng)。

手機(jī)的發(fā)明者阿蘭?庫珀認(rèn)為,未來10年內(nèi)手機(jī)將會變成植入人體的微型設(shè)備,直接想一想就能打電話。這很可能是未來的發(fā)展趨勢之一。Intel的科學(xué)家聲稱要在2020年實現(xiàn)使用腦內(nèi)芯片控制電子設(shè)備的技術(shù)。也許有一天,我們能將自己的大腦和互聯(lián)網(wǎng)隨時連接在一起——就算真正的Matrix來臨,我們也不再需要在后腦勺插一根插頭。