光明日报|脑机接口：人工智能下一站？作者：杨义先、钮心忻(均系北

作者：杨义先、钮心忻(均系北京邮电大学教授)
随着人工智能的发展，脑机接口也逐渐从科幻走进现实。有人希望以此造就超人，更多的人则希望能够解决实际问题——让盲人复明、让瘫痪在床的患者重新走路、让阿尔兹海默症患者找回曾经的记忆……但也有人持有怀疑态度：脑机接口会不会让别人控制自己的大脑？被人工智能增强了能力的人，还能称之为人吗？日前，北京邮电大学教授杨义先、钮心忻完成的科普书《人工智能未来简史：基于脑机接口的超人制造愿景》，对脑机接口的过去、现在和未来进行了全面、客观而系统的梳理。本期，我们邀请两位作者撰文，简单介绍一下他们眼中的脑机接口。
脑机接口并不是个新名词
脑机接口就是脑系统(准确地说是以脑为主的神经系统)与机系统(准确地说是人造的体外系统)之间的接口(准确地说是电子信息接口) 。
既然是接口，脑机接口的主要任务有两个：一是输出，即把脑系统的电信号提取出来，并以此作为控制信号或脑电信息，让机系统去做脑系统想让它做的事情(即意念控制)或了解脑系统的想法(即猜心术或意念通信)；二是输入，即把机系统的指令以电信号的形式送入神经系统，让脑系统去做机系统想让它做的事情，或将既有知识或技能下载给脑系统让它不学而会。在遥远的将来，人们或许能够通过脑机接口实现意念通信。
总之，脑机接口的最核心思想是：包括大脑在内的神经系统，其实就是像电脑一样的信息系统，神经系统的各部分之间既接收和传递信息，又接受电信号的控制而执行相关命令，所以，脑系统才能与机系统彼此连接。
脑机接口绝非新鲜事物，其历史之悠久可能出乎许多人的意料。早在1783年，伽伐尼用不同金属触碰死青蛙大腿的两端并引起了肌肉收缩，这其实就在无意间完成了一次脑机接口实验。该实验不但表明生物机体是发电机，还表明电流哪怕只是十分微弱的电流，也可引发神经的剧烈运动。
1818年11月，英国解剖学医生尤尔在格拉斯大学操场上公开表演了一个恐怖实验，展示了电流刺激如何让神经系统产生预期动作。原来，经过法院特批后，尤尔对一具死刑犯的尸体进行了通电实验，成功地让该尸体产生了诸如呼吸、抬手、蹬腿、睁眼等动作，还表现出愤怒、恐惧、绝望、痛苦、惊悚和微笑等表情。尤尔当然不是在虐待尸体或哗众取宠，而是在尝试把将死之人救活——实际上，正是通过这次实验，尤尔后来发明了心脏起搏电击法，并沿用至今。
从脑机接口角度看，尤尔首次以事实证明，只要对局部神经系统输入合适的电信号，人体就会乖乖地执行相关命令。那么，理论上，只要能通过外力改变相关的电信号，就可改变运动神经的相关动作，这便是脑机接口可以治疗帕金森症等的理论基础。若再加推广，任何人都可以很快成为全球第二的钢琴家——只需将排名第一的钢琴家弹钢琴时的手臂运动神经电信号，原封不动地输入自己手臂上相应的运动神经，双手就会不由自主地弹出优美曲调。同时，双手的感觉信息又会反馈给大脑，让大脑逐渐学会如何向手臂发布正确命令。这就相当于钢琴大师以最精确的重复方式，手把手地教人弹钢琴。
脑电波的神奇功能
1902年11月，德国耶拿的一家精神病院里，一位特别胆大的医生伯格收治了一位病人，他被击中头部，并在颅骨留下一个弹孔。伤者弹口处的皮肤虽然痊愈了，却能被观察到不断跳动。伯格通过记录头皮跳动的波形，发现了一个惊天秘密：该波形会随着患者的思想而很有规律地变化。哪怕患者只是在听、看、嗅、触或做其他很微小的动作，甚至患者的情绪波动，都会影响波形。
冥思苦想20余年后，伯格医生于1924年在他儿子的头上成功进行了一次脑电检测实验。他将自制电流计的正负两极分别接在儿子的额头和后脑勺的头皮上，结果真的记录到了振荡频率大约为10赫兹的神奇电波，如今这种电波称为伯格波。他观察到，伯格波会随着受试者心理和生理情况的变化而变化，甚至哪怕只是眨眼之类的小动作都会让伯格波发生变化，而正常人与精神病患者的伯格波也不相同。
后来，科学家们进一步发现，从头皮上不同部位都可以检测到不同频率的电磁波，于是便将这些频率不同的电磁波的汇集，统称为脑电波。