融合|脑机接口、人机融合,这样的未来还有多远?

《阿凡达》中的意念操控、《阿丽塔》中人机结合的身体、《黑镜》中的记忆修改装置……这些科幻影视中天马行空的幻想,随着科学技术的发展,正在一点点地变为现实。当人机交互变为现实,脑机接口会成为人类进化的未来吗?全网最高智商综艺节目《理性派对》第二季重磅回归,关于脑机接口,你不知道、想知道的,都在这里!
出品:"格致论道讲坛"公众号(ID:SELFtalks)
以下内容为西安交通大学副教授夏笳、BrainCo首席科学家杨锦陈、北京航天航空大学教授叶盛访谈实录:
融合|脑机接口、人机融合,这样的未来还有多远?
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No.1 脑机接口究竟是什么黑科技?
夏笳:我是最外行的,完全从一个科幻迷的角度来看,或者在我这样的科幻迷心中,脑机接口基本上就等于脑后插管。
比如像电影《黑客帝国》里,在人的后脊椎上面打一个孔,然后拿一个很尖的东西插进去,插进去的一瞬间一定会有一个特效画面。
它表现的是,人的意识完全进入到一个赛博空间,就好像穿越到了一个完全由信息组成的世界,里边可能有绿色代码飘下来,这个可能就是科幻界心目中的脑机接口。
杨锦陈:脑机接口,这个名词是1973年的时候,由加州大学洛杉矶分校的Vidal教授提出来的。
他写了一本专著《走向脑机直连》,书里对脑机接口的一个科学定义是关于大脑和外部的机器之间的一个直接的连接,跨越了传统的肌肉或者是文字的限制,直接实现大脑和机器之间的信息的交流。
叶盛:我从生物学的角度来认识这个问题,谈脑机接口,首先要认识脑是什么。
其实脑就是一个主要由神经元组成的控制器,它通过我们的眼睛、耳朵、舌头,去接收外界的信号,然后再向我们的肌肉去发出一些控制信号,相当于一个计算机。
脑机接口是什么?在我看来,脑机接口就是去替换基于肉体的生物学功能,让我们的脑可以直接和机器去实现通讯,可能是从外界接收信号,也可能是向外界发送一个控制信号,这就是脑机接口。
夏笳:其实我们刚刚谈这个定义里边,我觉得最重要的一个就是,怎么辨别到底一个技术是不是脑机接口的相关技术,这就会有所谓非侵入式和侵入式。
首先我们说非侵入式,它不把大脑打开,怎么去收集这个信号?
杨锦陈:因为我们的整个大脑是一个导体,所以我们就可以在外面记录到电压的变化。
一般做实验的话有64个电极,多的有256个电极,只是戴一个帽子上去,或者是像脑磁,直接就是电极布好的一个头盔。
这些电位的变化,可以基本上对应我们大脑的各种分区,比如说我们的视觉皮层,它在我们的后脑勺,所以我们这边记录到的很多信号是跟我们视觉相关的。
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No.2 不开颅,非侵入性脑机接口 如何读懂脑语?
叶盛:实际上,我们现在要想采集这个信号是一个很困难的事情,如果我们真的想准确的采集信号,它必须是紧贴头皮,甚至光剃光头还不够,还要抹一些导电膏,能够让电极和皮肤之间,有一个更好的导电率。
因为神经系统工作的时候,其实不是像大家想象的一样,电信号从一个神经元到另外一个神经元,神经元和神经元之间是靠化学信号。
在神经元内部的传导是靠电的。可是大家不知道,我们的神经元长得很奇怪,它长的导电的部分外边包着一层不导电的东西,就好像是导线上面有一个绝缘皮一样,所以最后导致出来的电信号是非常微弱的。
举个不一定恰当的例子。假设有一间屋子,有100个人在屋子里大声喧哗,你在屋子外面,还想听清楚这屋子里面,某一个人说的是什么话,这其实是一件很有难度的事情。
我们应该怎么做?我们得尽量靠近这间屋子,把我们的耳朵贴到这个屋子的窗户上,可能才能勉强听清楚,某一个人说的是什么话。
杨锦陈:即使这么难,全世界几乎所有的心理系或者是神经科学系,都有实验室在使用脑电波。
比如说,”我们一边喝咖啡一边吃面包”,这样一句话是很正常的,但是如果我们说”一边喝咖啡,一边吃袜子”,当我们听到“袜子”这个词的时候,大脑就会头皮一紧,会出现一个很经典的叫N400的波。
在一九七几年的时候,N400就已经在《科学》杂志上发表了。所以脑电波和认知的关系是有一些很严谨的科学依据背景的,而且这是全世界各个国家几十年的科学积累。
从非侵入式的信号里面,我们能够解读的,很多目前来说仅是一种状态。比如说我们的注意力,是专注还是不专注。