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「NEXTA创新夜谈」科幻照进现实,脑机距离我们还

" 你如何保障自己不是身在这种困境之中?"

希拉里 · 普特南在《理性,真理与历史》这本著作中所提出的 " 缸中之脑 " 假想,即当大脑被放入缸中,由计算机来输入各类感知与记忆。而开头所发出的提问,正是假想想要解决的基本问题,在学者成功将人们关于世界与自身存在的思考,延伸到了存在技术实现可能性的知识论学说后,1999 年黑客帝国系列作为科幻影视作品,以电影的方式直观展示出了一个关于虚拟世界的究极想象。

抛开虚实之间的哲学思辨,电影中所展示的脑机技术,同时也是 " 缸中之脑 " 假想的技术基础,其实一直是人类追逐的核心科技命题。

我们离 " 未来 " 到底还有多远?为此,36 氪携手 NEXTA 创新实验室,邀请了西安臻泰智能科技有限公司的创始人兼 CEO 王浩冲参与「NEXTA 创新夜谈」栏目,展示脑机(BCI)技术的前世今生。

「NEXTA创新夜谈」科幻照进现实,脑机距离我们还

西安臻泰智能科技有限公司创始人兼 CEO 王浩冲

一、脑机发展的技术基底

脑机的一切发展,无论是未来实现个体记忆的上传与下载,亦或黑客帝国中的外部控制设备的畅想,归根到底建立在对于大脑这一核心器官的深入了解。

脑科学有一个集体认知是,人们对于大脑的了解并不深入。大脑神经拥有近千亿个神经元但目前能够了解读的神经元不超过两千个。因此即使是最为前沿的脑科学研究,都无法真正完全清楚大脑的记忆机制、运动反射、神经控制的细节,只能从大致的功能分区进行了解。

在历代解剖学家与神经学家的探索,各个大脑部分的功能已经有了明显的分类。额叶部分,即承担着理解能力和动觉处理,顶叶则对触觉和空间感觉负责,枕叶代表着视觉能力,颞叶则管理者听觉与语言系统。一种共识得到了建立:人类大脑有明确的功能分区,各个功能分区相互协作,形成一个有机的整体,且大脑处理感知信息的适合,是多种模块并行工作。

研究中发现的大脑神奇之处在于,它可以捕捉到作为主体的自己感知不到一些外部刺激,并在脑电波中去反应。以视觉举例,正常灯管的工作方式,其实是是交流电五十赫兹的一个闪烁,但是人们无法分辨,因为人眼的视觉频率分辨上限是三十赫兹。

值得注意的是,脑机技术的概念其实不算老。更多时候是以脑电波研究等归类在医学方面的研究方式呈现。直到 1999 年世界 BCI 大会首次提出 Brain   Computer   Interface(BCI)这个概念,才产生了脑机接口这一专业名词。

脑机接口 BCI 技术的核心,是在人脑与计算机或其它电子设备之间建立的直接交流和控制通道。通过这种通道,用户可以直接通过大脑思想来表达想法或操纵设备,而不需要语言或动作。脑机接口实现可以分为四步:脑电采集—信号获取及处理—信号输出执行—反馈。

从技术维度细分来看,脑电采集是 BCI 的关键步骤,采集效果和信号情况直接决定后续输出与处理,先有技术的采集方式是通过不同类型的接口将大脑活动产生的电波采集并转换为电信号,传输至电脑;而后接取代表大脑活动的电信号,并在去除干扰电波进行目标分类处理,进一步转化为可以执行输出的对应信号;下一步则是收集并处理后的脑电波信号传输至已连接的设备器材,执行目标动作或显示目标内容;最后,设备回传递目标信号,在执行后,获得已经执行过第一步产生脑电波行动的反馈信号。

脑机技术的出现,从技术发展的角度,前身可以视为神经电生理技术,并且同样都是脑科学的补足。第一次真正意义上的脑机技术进展,发生在 1968 年。Wyrwicka 和 Sterman 首次在神经生理学基础上进行了控制大脑信号的尝试,记录到猫的感觉运动节律,并将其转化为感官反馈,用于奖励动物并增加其感觉运动节律的产生。 

这一技术的主要动能,依旧是国家队。最早下场的是美国,在 2013 年上半年启动 " 脑计划 "Brain Initiative,探索人类大脑工作机制开发大脑不治之症的疗法。欧洲则是 Human Brain Project,在 2013 年下半年跟进,  内容更为复杂,包脑部模拟的含神经信息学、高性能分析计算的医学信息学和形态计算的神经机器人学  。国内的脑计划一体两翼则发生在 2016 年,集中在认识脑(大脑认知神经原理)、保护脑(脑重大疾病诊断干预)、模拟脑(脑机智能技术)。

可以这么说,21 世纪的前二十年,越来越多的力量涌入了脑机接口,研究热度达到了峰值。

二、脑机技术,还有多远?

讲述脑机技术的基础与历史,是为更好理解其此后的变化都具备基础。而脑机接口技术,已经有了应用类型上的技术划分。

(责任编辑:admin)