腦控黑科技，離我們還有多遠(yuǎn)？

你知道科幻作品中的腦控技術(shù)嗎？在《黑客帝國(guó)》系列電影里所展現(xiàn)的腦控技術(shù)，就是將人的大腦通過一根電纜連接到“母體”的虛擬世界，然后將意識(shí)進(jìn)行傳送。那么，這究竟是怎樣一種黑科技？在現(xiàn)實(shí)世界中真的有可能實(shí)現(xiàn)嗎？

“缸中之腦”與腦機(jī)接口

其實(shí)，在現(xiàn)實(shí)生活中，也存在一種用于實(shí)現(xiàn)大腦與外界感知或運(yùn)算處理設(shè)備連接的技術(shù)——腦機(jī)接口技術(shù)，它能夠架起現(xiàn)實(shí)與幻想之橋。

1973 年，美國(guó)加州大學(xué)的計(jì)算機(jī)教授雅克·維達(dá)等人首次提出了腦機(jī)接口。它的實(shí)現(xiàn)原理非常簡(jiǎn)單明了：大腦在活動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生微弱的電波信號(hào)，如果我們能夠利用計(jì)算機(jī)解讀出所有腦電波信號(hào)所代表的意義，之后再通過傳感器，無(wú)論是接收腦電波信號(hào)或者是反向?qū)⒛X電波信號(hào)傳送回大腦，就能代替神經(jīng)系統(tǒng)，讓大腦直接與外界進(jìn)行溝通了。

1981 年，美國(guó)哲學(xué)家希拉里·普特南在他的著作《理性，真理與歷史》中，曾經(jīng)提出一個(gè)“缸中之腦”的假想，即假設(shè)某人的大腦被邪惡科學(xué)家取出后，放進(jìn)裝滿營(yíng)養(yǎng)液的缸中保證大腦存活。同時(shí)將大腦神經(jīng)連接上計(jì)算機(jī)，通過程序向大腦傳送信息，營(yíng)造一切正常的幻象，甚至篡改記憶，讓大腦以為自己仍然是一個(gè)完整的人。這跟腦機(jī)接口的理念如出一轍。

腦to 機(jī)，復(fù)健神器

由此可見，腦機(jī)接口就是能讓大腦和計(jì)算機(jī)進(jìn)行交流的技術(shù)，理論上它可以簡(jiǎn)單劃分為兩大研究領(lǐng)域：一個(gè)是“腦to 機(jī)”，就是大腦向計(jì)算機(jī)發(fā)出指令，告訴它要做什么；另一個(gè)是“機(jī)to腦”，即計(jì)算機(jī)向大腦傳遞信息。目前，“腦to 機(jī)”相對(duì)更為成熟，它可以讓計(jì)算機(jī)讀懂我們大腦的想法，進(jìn)而做出相應(yīng)反饋。這項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用于醫(yī)學(xué)中的身體復(fù)健，目前已經(jīng)擁有許多成功案例。

根據(jù)復(fù)健患者的不同癥狀，科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)了三種不同的方式來接收腦電波信號(hào)：

第一種：主動(dòng)式

這種方式需要患者在大腦中通過主動(dòng)思考來發(fā)出指令，比如大腦想“鼓掌”，這一想法就變成腦電波，傳遞給外部設(shè)施（如機(jī)械手），然后由外部設(shè)施來完成相應(yīng)動(dòng)作。這種技術(shù)可以通過一系列的指令來完成較為復(fù)雜的動(dòng)作。

不過在實(shí)際應(yīng)用中，即使是一個(gè)看似簡(jiǎn)單的動(dòng)作，實(shí)際上也是由多個(gè)指令組合而成的，比如“向前跨步”就可能包含屈膝、抬腿、骨盆前傾等一系列動(dòng)作的組合。所以，患者們?cè)趯?shí)際操作時(shí)，過程往往比預(yù)想的要更加復(fù)雜。

第二種：反應(yīng)式

這種腦機(jī)接口方式首先需要給患者提供不同類型的外部刺激，主要是視覺或者觸覺方面的刺激，然后患者會(huì)對(duì)這些特定的刺激進(jìn)行大腦反應(yīng)，從而觸發(fā)相應(yīng)的指令。例如，用一些閃爍的字符對(duì)患者進(jìn)行視覺刺激，患者就會(huì)將注意力集中在想要選擇的字符上，這就相當(dāng)于發(fā)出了指令：我要這個(gè)。

可以說，主動(dòng)式腦機(jī)接口的患者做的是開放式的問答題，而反應(yīng)式腦機(jī)接口的患者則是在做選擇題，因此操作起來更加簡(jiǎn)單。

第三種：被動(dòng)式

顧名思義，這種方式不需要患者自己主動(dòng)“思考”發(fā)出指令，而是由腦機(jī)接口隨時(shí)監(jiān)控讀取患者腦部的生理狀態(tài)，如情緒、疲勞程度、緊張感等，并針對(duì)監(jiān)控結(jié)果采取不同的應(yīng)對(duì)機(jī)制。這類腦機(jī)接口一般用于腦部存在缺陷的患者的康復(fù)治療，如自閉癥或多動(dòng)癥患者。但它卻存在潛在風(fēng)險(xiǎn)，即可能涉及侵犯患者隱私。這是一個(gè)倫理問題。試想一下，你會(huì)愿意讓別人翻看你的日記，從而探知你的心事么？

由此我們可以看出，“腦to 機(jī)”模式在科幻故事中更像《蜘蛛俠》里用意識(shí)操縱機(jī)械觸手的章魚博士。

機(jī)to 腦，為時(shí)尚早

通過某種技術(shù)手段，在人類的大腦中創(chuàng)造出一個(gè)龐大的虛擬世界，這所涉及的便是“機(jī)to 腦”的研究領(lǐng)域了。不過目前人類在這一領(lǐng)域的研究成果寥寥，并且主要都集中在觸覺反向傳輸方面。

2020 年，美國(guó)巴特爾紀(jì)念研究所與俄亥俄州立大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的一項(xiàng)腦機(jī)接口項(xiàng)目，成功讓一名手部失去觸覺的脊髓損傷患者重新恢復(fù)了部分觸覺，其原理是提取患者皮膚上殘留的觸覺信號(hào)，并一點(diǎn)點(diǎn)將其增強(qiáng)放大，繼而傳回給他的大腦。

接著在2021 年，美國(guó)匹茲堡大學(xué)的生物工程學(xué)家團(tuán)隊(duì)在Science 雜志發(fā)表論文，描述了一種腦機(jī)接口應(yīng)用：給機(jī)械手臂裝上人造皮膚，當(dāng)人造皮膚被擠壓時(shí)，傳感器就會(huì)將壓力轉(zhuǎn)換成觸覺傳輸回大腦。

當(dāng)然，這些成果距離用計(jì)算機(jī)模擬真實(shí)觸覺信號(hào)并傳輸給人腦還有很長(zhǎng)的路要走。而要達(dá)到像《黑客帝國(guó)》或“缸中之腦”那樣，在人腦中憑空模擬出迷惑五感的虛擬世界來，更是為時(shí)尚早。不過同樣值得慶幸的是，至少我們暫時(shí)不用面臨“電腦侵入人腦，操縱人類意識(shí)”這一在科幻故事橋段中已經(jīng)成了濫梗的科技倫理問題了，是吧！