相信很多人都看过《机械战警》这部电影。当主角墨菲的四肢损坏后,科学家通过他的大脑控制机械骨骼,让他重新站了起来,成为维护社会治安的英雄。这就是上世纪80年代科幻电影对于脑机接口技术的想象。
不久前,美国企业家埃隆·马斯克宣布,旗下脑机接口公司Neuralink已将脑机芯片植入第三名受试者体内,均运行良好。该公司计划在今年再植入约20至30例。
什么是脑机接口?脑机接口由“脑”+“机”+“接口”组成,指的是将人脑与外界具有处理或计算能力的设备(比如电脑或其他装置)实现连接,进行直接通信的方式。具体来看,大脑在思维活动时,神经元会放电形成脑电波,脑机接口则通过识别脑电波特征直接读取大脑意图,实现人与机器或外部环境之间的交互。
脑机接口的技术发展并非爆发式的,而是日积月累、循序渐进的。20世纪60年代,科学家开始尝试将脑电波与计算机连接,通过记录脑电图,对脑电波信号进行分析解读,并实现其与外部设备的互动。这一时期,脑机接口技术尚不成熟。1973年,美国科学家雅克·维达尔首次提出“脑机接口”的概念。如今,脑机接口已成为脑科学、神经科学等领域最受瞩目的研究方向之一。
当前,脑机接口主要有侵入式和非侵入式两种。侵入式是通过将电极植入大脑皮层或神经元来采集信号,这种方式具有高信号质量和准确性,但需要进行外科手术植入,因此主要应用于临床研究和神经控制假肢等领域。而非侵入式可以在头皮上直接监测到群体神经元放电活动,操作简单、成本低、不损伤机体,也不会引起免疫反应。但非侵入式脑机接口记录到的信号质量相对较低,对后续信号处理算法的性能要求较高。
在科技高速迭代的当下,脑机接口已从科幻构想逐步迈向现实应用,为医疗行业带来助益。侵入式脑机接口技术在医疗领域已有一定程度的应用,如用深部脑刺激方法来缓解帕金森病症状、用实验性芯片来恢复视觉、植入人工耳蜗恢复听力等。近年来,美国匹兹堡大学、加州理工学院等多个研究团队已成功通过侵入式脑机接口,让瘫痪病人用大脑控制假肢完成抓握、搅拌动作,或将脑电波直接转化成文字和语音等。在医疗康复方面,清华大学团队开发了可放置在大脑感觉运动皮层上的侵入性小的无线脑机接口系统,帮助脊髓损伤的瘫痪患者恢复手部运动,实现控制光标、操控轮椅、自主喝水等运动。
脑机接口不仅将为医疗提供新的解决方案、改善人类生活质量,也会对社会结构、经济模式等产生深远影响。展望未来,这项技术有望在诸多领域得到广泛应用。在游戏领域,可为用户提供沉浸式的交互体验;在工业和生产领域,可优化机器人和自动化设备的控制,提升生产效率及安全性;在智慧家居等领域,脑机接口技术使得用户能够通过大脑信号控制家中的电子设备,极大地提升生活的便利性和舒适度……
作为新兴产业,脑机接口在政策和技术应用的双重催化下迎来风口,市场规模不断扩大。不过,我们也应清醒地认识到,脑机接口技术的发展仍面临诸多问题,特别是其伦理风险不可忽视。有科学家提出了脑机接口可能引发的严重隐私问题:若人体内植入了记录脑电波数据的脑机接口设备,其情感状态、健康状况等隐私数据也可能遭遇泄露或被滥用。因此,我们要辩证地看待脑机接口技术,合理利用其为人类带来更多福祉,创造一个更加美好的世界。
(编辑:马永)最新新闻
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