意念控制正在實現、科幻成為現實、人類永生還有多遠

(一科幻變成現實,在大腦中植入晶片,你願意嗎?)。在電影《駭客帝國》中,主人公透過腦機介面與矩陣系統連線,在虛擬世界來去自如。在電影《阿凡達》中,人的意念可以操縱另一個星球上的化身。透過在腦中建立一個介面,我們就能夠暢遊計算機世界;只需一個意念我們就能改變“現實”,學習知識不再需要透過書本、影片等媒介,也不需要再花費大量時間,只需直接將知識傳輸到大腦當中即可;我們的記憶可以提取複製到新的媒介上從而獲得“永生”。這些科幻電影裡的經典場景,如今正在成為可能。2020年8月29日,馬斯克如約召開展示會,宣佈其參與創立的Neuralink公司已在三頭豬腦中植入了腦機介面,將豬腦和計算機連線起來,並展示了這一技術帶來的功能。雖然只是開始,而且目前還只能讀取豬的腦電波,展示豬在嗅觸食物時的腦電波脈衝,預測豬在跑步機上的四肢活動,但一個完全不同的世界已在向我們走來,未來《駭客帝國》那種虛擬世界可能不再是科幻,而會照進現實。

意念控制正在實現、科幻成為現實、人類永生還有多遠

(二什麼是腦機介面?種類有哪些?)。腦機介面是指在人或動物大腦與外部裝置之間建立的直接連線,從而實現腦與裝置的資訊交換。當人類思考時,大腦皮層中的神經元會產生微小的電流。人類進行不同的思考活動時,啟用的神經元也不同。而腦機介面技術便可以靠直接提取大腦中的這些神經訊號來控制外部裝置,它會在人與機器之間架起橋樑,並最終促進人與人之間的溝通。當下,腦機介面技術可分為侵入式和非侵入式兩大類。侵入式腦機介面是指在大腦中植入電極或晶片。人的大腦中有上千億個神經元,透過植入電極,可以精準地監測到單個神經元的放電活動。但這種方式會對大腦造成一定的損傷,電極的植入不但會損傷大腦神經元,也會有感染的風險。非侵入式的腦機介面是指頭戴式的腦電帽,它主要是使用腦電帽上的電極從頭皮上採集腦電訊號。這種方式可以在頭皮上監測到群體神經元的放電活動,主要缺點是不夠精準。此外,頭戴式的腦電帽雖然不會損傷大腦,但每次使用時都需要先洗乾淨頭髮,再往腦電帽的電極中注入導電膠,操作起來十分麻煩。

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(三腦機介面能為人類做什麼?)。目前,腦機介面主要用於醫療康復領域,人工耳蝸便是最普遍的臨床應用。此外,透過在大腦視覺皮層中植入的電極,佩戴裝有微型相機的眼鏡,西班牙一名失明患者再次“看見”了紙上的字母、圖形等。透過深腦刺激,帕金森病可以得到一定程度控制。在治療抑鬱症、阿爾茨海默症等方面,腦機介面也被寄予厚望。在教育、智慧家居、軍事等領域,腦機介面也有廣泛的應用場景:透過可穿戴裝置進行神經反饋訓練以提升注意力,腦控智慧家居,幫助士兵完成危險環境中的任務等。除了資料輸出,科學家還期待像科幻作品所描述的那樣,進行資料的反饋和輸入,實現雙向腦機介面。例如,將知識處理後植入大腦,使人們瞬間知曉天文地理;或者將記憶上載至“雲端”,隨時寫入和讀取;甚至在大腦之間進行實時資料傳輸,讓人們無需語言便可自由交流,實現“心靈感應”。

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(四腦機介面未來發展的方向?)。環顧世界,臉書、谷歌、亞馬遜等商業巨頭都在積極佈局腦機介面領域,成果不斷湧現,並已形成較高的技術壁壘。目前腦介面研發,面臨幾大挑戰。一是安全性和有效性難以兼得,這一問題限制了腦機介面技術的大範圍運用。二是腦機介面的有效頻寬,即到底植入多少個電極足以基本涵蓋大腦重要活動或滿足特定功能需求,仍是一個未知數。三是海量神經訊號的處理仍是難題。四是社會普遍關注的腦機安全與倫理風險。雖然存在很多困難和風險,科學家還是在積極探索腦機介面技術的實現與應用。醫療領域將是腦機介面技術的主要用武之地。不誇張地說,腦機介面是下一個生命科學和資訊科技交叉融合的主戰場,代表了一種新興的、具有潛在破壞性的技術領域。

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(五中國腦機介面產業現狀)。由於研發成本過高,我國腦機介面產業鏈高度不成熟,缺乏專有供應商。國外由於研發及市場教育較早、消費習慣得到培育、產業鏈完善等原因,腦機介面行業的發展程度遠高於我國。行業的不同發展方向上都已存在相對成熟的代表公司。我國公司由於起步時間晚,在技術及產品創新、重點市場、產業參與度、融資狀況上和國外存在明顯差異。中國“腦計劃”作為“科技創新2030重大專案”即將全面啟動。隨著該計劃的推進,腦認知原理解析、認知障礙相關重大腦疾病發病機理與干預技術研究、類腦計算與腦機智慧技術及應用、兒童青少年腦智發育研究、技術平臺建設等都將取得不小的進展。但由於腦機介面本身是新興產業,我國在腦機介面領域的技術差異和國外相差只在5~10年。相比其他傳統技術領域,更存在彎道超車的機會。目前來看,在腦機介面核心器件的設計方面,中國完全不落後於國外,而且其加工只涉及成熟的半導體工藝,這些核心加工技術均不面臨被“卡脖子”的問題和風險。

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(六腦機介面存在的潛在問題)。首先,腦機介面是雙向的,是一個既可以輸入也可以輸出的媒介,雖然晶片應該是設有開關,但仍然很可能會產生所謂的思維監控呢,基本上你就什麼隱私都沒有了,而這個監控者可能是生產晶片的廠商,有可能是駭客或者一些什麼其他的強力組織。所以,在技術成熟的同時,制定同樣成熟的倫理標準,確保使用者在使用這類裝置時確信自己的隱私受到保護。其次就是如果大規模使用侵入式腦機介面,對人類的大腦是否會造成不可逆轉的傷害?是否會造成感染?這個問題科學家在盡力解決,隨著醫療科學的進步,很快會解決,確保大腦不會遭受傷害。最後,有案例表明,長時間接受腦電波治療的患者開始對自己的身份產生懷疑。一些事後覺得很不合適的話,究竟是因為電極刺激,還是他自己更深層次的東西。讓患者開始懷疑自己。技術本身是沒有善惡之分的,但誰也無法保證這項技術會被正確合理地使用。

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腦機介面作為高階科技領域之一,除醫療領域外,腦機介面技術目前還被廣泛應用於航空航天、教育、娛樂等多個領域。例如在航空航天領域,腦機介面技術可以幫助航天員用大腦更好地操控機械裝置,在特殊的環境下執行任務等。未來,腦機介面技術將應用到更多領域,發展前景值得期待!關於腦機介面,朋友們,請在評論區寫下您的想法和看法。

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