如何让思维像蝴蝶一样自由？能不能让思想得到“永生”？这些都是人类一直不断探索的命题。虽然我们的大脑进化了数百万年，拥有几百亿个神经元，但机器技术也在不断进步，机器变得越来越“聪明”。脑机接口这一新领域把机器和大脑连在了一起，探索大脑如何与外部设备进行通信。

脑机接口是什么

20世纪70年代，美国加州大学洛杉矶分校的雅克·维达尔教授，成功将人类脑信号转换为电脑屏幕上的光标运动，并率先提出了“脑机接口”这一术语。

脑机接口技术相当于大脑信号传播媒介，它在大脑与外部设备之间搭建了直接交流的桥梁。换言之，脑机接口通过提取大脑活动的特定的神经信号，“解码”人的意图，然后生成相应的控制命令，实现对外部设备（比如计算机、机器人、假肢等）的操控。

目前，脑机接口系统主要分为有创与无创两类。

有创脑机接口即植入式脑机接口，通过在大脑的特定皮质区植入微小的芯片（电极），收集大脑信号并破译，然后将信号转换成计算机指令，指挥机械手或假肢等外部设备完成特定动作。

无创脑机接口即非植入式脑机接口，它不对大脑进行手术植入微芯片，而是在头部佩戴一个包含多个电极的脑电图扫描仪（EEG）帽子，收集并记录头部产生的微弱的生物电信号，然后放大这些电信号并将其输入计算机，通过先进的信号处理技术和机器学习算法，将记录下来的“思维信号”转化为行动。

有创和无创脑机接口除了信号获取路径不同，原理是一样的。但有创脑机接口收集的大脑信号质量比较高，相比无创脑机接口更为强烈和清楚，而无创脑机接口比有创脑机接口更安全，二者各有利弊。

“意念控物”为哪般

这里所说的“意念控物”，不是指依靠意念控制物体移动的超能力，而是指人们将“意念”神经信号通过脑机接口传输给计算机，从而控制机械臂抓握物体。

2004年，两名美国科学家发明了一种镶满电极的“思维帽”，受试者只要戴着它，就可以凭借意念控制电脑，向电脑发出指令。

著名物理学家霍金因身患肌肉萎缩症，全身瘫痪，不能发音。为了解决科学大师的沟通问题，美国的脑神经科学家尝试在霍金的睡眠头带上安装火柴盒大小的传感器，以读取他的脑电波。每当霍金想选中屏幕上的单词时，只需要停止大脑的反应，设备就可以监测、提取出这个字母或者单词。

2019年4月，清华科研团队也成功在一名渐冻症患者身上完成了“读诗”挑战。借助脑机接口打字系统，用“意念”控制机器，这名渐冻症患者打出诗句“希望，而且为之奋斗，把这一切放在你的肩上”。

现实版“阿凡达”能否实现

曾风靡全球的科幻电影《阿凡达》《黑客帝国》，向我们展示了一个可以用思维控制另一个“躯体”的世界，随着科研机构在意念控制领域取得新进展，未来组成“阿凡达军团”也并非不可能。脑机接口技术不仅能为躯体受伤者提供帮助，更会给未来战争带来一场深刻的变革。

实现用意念控制另一个“躯体”道阻且长，但用意念控制虚拟躯体可能会在不久后成为现实。波士顿创业公司Neurable正在研究一种技术，使用户可以通过意念控制虚拟现实（VR）游戏，从而解放双手，放飞思维。

脑机接口技术迎来新进展

我国的无创脑机接口技术在国际上具有优势。中国科学院半导体研究所提出的基于任务相关成分分析的目标识别算法，提高了脑机接口的性能，通信速率刷新了世界纪录。

2019年5月，中电云脑联合天津大学发布了“脑语者”芯片，适用范围覆盖康复医学、特种医学、神经反馈、脑认知、信号处理等脑机混合智能的重点应用领域，达到国际领先水平。

今年1月，浙大团队发布最新研究成果，一位高位截瘫的老人通过“意念”控制外部机械臂及机械手，完成了握手、拿饮料、吃油条、打麻将等动作。这是全球首例成功利用手术机器人辅助方式完成人体电极植入手术，对未来高龄患者的临床治疗和康复具有非常重要的指导意义。

4月9日，美国杜克大学、纽约大学和西北大学组成的科研团队在《科学转化医学》杂志上联名发表论文，利用不到1微米厚的二氧化硅电极层，组成1008个电极传感器的“神经矩阵”，形成柔性神经接口，植入到大脑皮层上，可实现机器与人体大脑长期、直接的交互。该研究的突破性在于，使用了一种新的材料以及感应方式，让电子设备可在动物体内存在几年以上。

脑机接口推动了医疗、娱乐、军事、教育等多领域发展，但同时也面临诸多技术挑战，硬件制备和脑电编解码等方面仍存在许多难点。除此之外，我们必须看到，脑机接口技术虽然在医疗等领域为人类带来了极大便利，但也存在着诸多伦理与时代隐忧：如何保障神经数据的隐私权，如何保证应用时的社会公平性，如何进行适度的监管⋯⋯这些问题如果处理不当，可能会引起社会的极大恐慌和排斥。因此，放飞思维之路还任重道远。

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