人們就可以直接通過(guò)思想或意念來(lái)控制某些外部的器物了。關(guān)于這些問(wèn)題的探索,就構(gòu)成了后來(lái)腦機(jī)接口這個(gè)領(lǐng)域的主要探索內(nèi)容。
關(guān)于以上這些議題的最初探索可能可以追溯到1924年漢斯·伯格(HansBerger)關(guān)于腦電圖(Electroencephalog-raphy,簡(jiǎn)稱EEG)的研究。如前所述,信息在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之間的傳遞從本質(zhì)上講是神經(jīng)元的鋒電位通過(guò)神經(jīng)突觸進(jìn)行的傳導(dǎo),因而從理論上講,人們通過(guò)設(shè)備是可以測(cè)量出由此產(chǎn)生的電活動(dòng)的。根據(jù)這一點(diǎn),伯格將銀線插入了病人的頭皮(后來(lái)改為用銀箔貼在患者頭皮),然后將導(dǎo)線連接到了測(cè)量?jī)x器。他發(fā)現(xiàn),當(dāng)病人進(jìn)行思考活動(dòng)或者有了某些情緒變化時(shí),儀器上顯示的電壓就會(huì)變化。雖然,由于儀器精度的限制,伯格的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不精確,但他至少證明了腦內(nèi)信息傳導(dǎo)的電本質(zhì),并為后來(lái)的研究奠定了基礎(chǔ)。
在伯格之后,學(xué)者們用腦電圖進(jìn)行了很多的研究。其中非常有意思的一個(gè)研究(或者更確切的說(shuō)是表演)來(lái)自于美國(guó)作曲家阿爾文·盧西爾(AlvinLucier)。1965年,他戴上了一個(gè)測(cè)量腦電圖的頭盔,并將頭盔和濾波器、放大器和混音板等設(shè)備連接,從而構(gòu)成了一個(gè)簡(jiǎn)單的腦內(nèi)外連接網(wǎng)絡(luò)。借助這個(gè)網(wǎng)絡(luò),盧西爾用自己的腦活動(dòng)所產(chǎn)生的電流成功地控制了設(shè)備,并模擬出了打擊樂(lè)的效果?,F(xiàn)在,人們依然可以在Youtube上看到這段名為《獨(dú)奏者的音樂(lè)》(MusicforSoloPerformer)的表演。
1969年,華盛頓大學(xué)的研究員埃伯哈德·費(fèi)茲(EberhardFetz)在猴子身上做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)。他將猴子大腦中的一個(gè)神經(jīng)元和一個(gè)儀表盤(pán)連接到了一起。這樣,猴子就可以通過(guò)某種思考來(lái)觸發(fā)神經(jīng)元,從而讓儀表盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。每當(dāng)儀表盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),猴子就會(huì)得到食物作為獎(jiǎng)勵(lì)。通過(guò)幾次學(xué)習(xí),猴子就學(xué)會(huì)了這個(gè)游戲,并學(xué)會(huì)了用動(dòng)腦來(lái)控制儀表盤(pán)。雖然從表演效果上看,這個(gè)猴子實(shí)驗(yàn)可能并不如Neuralink所展示的猴子用意念打“MindPong”的視頻,但其背后的技術(shù)原理卻是共通的。
隨著人們對(duì)于腦機(jī)接口的探索逐漸增多,其潛在的價(jià)值開(kāi)始越來(lái)越多地顯露出來(lái),從而其本身成為一個(gè)獨(dú)立研究領(lǐng)域的條件也業(yè)已成熟。1970年,美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)開(kāi)始組建研究團(tuán)隊(duì),對(duì)腦機(jī)接口的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究。1973年,加州大學(xué)洛杉磯分校教授雅克·維達(dá)爾(JacquesVidal)發(fā)表了一篇名為《論直接的腦機(jī)交流》(TowardDirectBrain-ComputerCom-munication)的論文,并在其中正式提出了“腦機(jī)接口”的概念和定義。由此,腦機(jī)接口正式成為了一個(gè)獨(dú)立的研究領(lǐng)域。自此之后,各種關(guān)于腦機(jī)接口的研究就如雨后春筍一樣地出現(xiàn)了,其中自然也不乏一些“瘋狂”的研究。
在回顧相關(guān)研究時(shí),我們難以回避的一個(gè)名字是菲爾·肯尼迪(PhilKennedy)。從上世紀(jì)70年代,也就是腦機(jī)接口這個(gè)領(lǐng)域剛剛出現(xiàn)起,肯尼迪就一直致力于相關(guān)問(wèn)題的研究,并為此做出過(guò)很多卓越的貢獻(xiàn)。比如,上世紀(jì)90年代,他就嘗試將侵入式腦機(jī)接口植入了一位癱瘓病人的大腦,從而讓他實(shí)現(xiàn)了用意念來(lái)打字交流。當(dāng)時(shí),媒體曾經(jīng)對(duì)其進(jìn)行過(guò)專門(mén)的報(bào)道,并將其奉為“賽博格之父”(注:賽博格是英文Cy-borg的音譯,意味半機(jī)器人)。
從很早開(kāi)始,肯尼迪就在為一個(gè)問(wèn)題而煩惱:為了提升對(duì)腦內(nèi)信號(hào)的接收效率,有時(shí)科學(xué)家們不得不將電極植入腦內(nèi)。但是,一方面這些電極很容易在體內(nèi)發(fā)生游離,另一方金屬制的電極很容易碰傷細(xì)胞,最后可能整個(gè)黏在疤痕組織上。無(wú)論是哪一種情況發(fā)生,設(shè)備的效率都會(huì)受到很大的影響。這意味著,為了維持設(shè)備的使用效率,植入芯片的患者可能面臨不斷的手術(shù)。針對(duì)這些問(wèn)題,肯尼迪研究了多年,并在2014年發(fā)明了一款“親神經(jīng)電極”(Neu-rotrophicelectrode)。從理論上講,這款電極可以很好地克服舊有電極的問(wèn)題,因而可以避免多次手術(shù)的麻煩。但問(wèn)題是,在肯尼迪發(fā)明了“親神經(jīng)電極”后,卻因?yàn)榻?jīng)費(fèi)缺乏而無(wú)法找人來(lái)進(jìn)行人體實(shí)驗(yàn)。
為了驗(yàn)證自己發(fā)明的可靠性,當(dāng)時(shí)已經(jīng)66歲的肯尼迪一不做、二不休,干脆讓人鋸開(kāi)了自己的頭蓋骨,將“親神經(jīng)電極”植入了自己的腦內(nèi)。由于年事已高,所以手術(shù)后的肯尼迪甚至短暫地產(chǎn)生了意識(shí)和記憶障礙,但幸運(yùn)的是,后來(lái)的實(shí)踐表明,這次“腦洞大開(kāi)”的實(shí)驗(yàn)是有價(jià)值的,“親神經(jīng)電極”確實(shí)比以往的電極表現(xiàn)出了更好的性狀。這意味著,這項(xiàng)瘋狂的發(fā)明將有可能為大量因病而癱瘓或者有行動(dòng)障礙的患者帶來(lái)更好的康復(fù)條件。
雖然并不是每一個(gè)腦機(jī)接口領(lǐng)域的專家都會(huì)和肯尼迪一樣對(duì)自己下得去狠手,但在旁人看來(lái),他們的各種實(shí)驗(yàn)也大多可以用瘋狂來(lái)形容。不過(guò),恰恰是這些看似瘋狂的研究,讓窺探大腦行為、直接溝通腦和機(jī)器的想法逐漸從科幻走入了現(xiàn)實(shí)。或許,這就是瘋狂的科學(xué)家們帶給世界的禮物吧。
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