脑电图技术展望：从诊断疾病到解读思想

（来源：MIT TR）

The Checkup

这是《麻省理工科技评论》每周一期的生物技术通讯，专注报道健康、医学和生物技术领域的发展。

本文刊发于 8 月 22 日，原标题为：

Tech that measures our brainwaves is 100 years old. How will we be using it 100 years from now?

本周，我们要庆祝一个特别的生日。自脑电图（EEG）首次用于测量人脑电活动以来已经有 100 年的历史了。这一发现是革命性的，一方面，它帮助人们理解癫痫是一种神经系统疾病，而不是一种人格特质（是的，确实如此）。

在过去的一个世纪里，脑电图的基本原理没有太大变化。直到现在，科学家和医生仍然将电极放在人们的头上，试图弄清楚他们的大脑内部发生了什么。但我们已经能够利用收集到的信息做更多的事情。

我们已经能够使用脑电图来更多地了解我们如何思考、记忆和解决问题。脑电图已被用来诊断大脑和听力障碍，探索一个人的意识程度，甚至还能够让人们控制电脑、轮椅以及一些无人机等设备。

但周年纪念日是一个思考未来的好时机。或许你可能也已经注意到，我和我的同事们目前正在通过思考未来 125 年可能带来的技术来庆祝《麻省理工科技评论》 创刊 125 周年。那回到此次的主题：100 年后脑电图将帮助我们做些什么？

首先，快速概述一下什么是脑电图及其工作原理：脑电图包括将电极放置在人的头部，收集脑电波的电信号，并将这些信号输入计算机进行分析。如今的设备外观类似于泳帽。与其他类型的大脑成像技术（例如磁共振成像扫描仪）相比，它们的价格非常便宜，而且非常小巧便携。

第一个在人类身上使用脑电图的人是德国精神病学家 Hans Berger，他对心灵感应的想法很着迷。英国利兹大学认知神经科学家 Faisal Mushtaq 表示，Hans Berger 开发了脑电图，作为测量“精神能量”的工具，他早期的研究（大部分是在他十几岁的儿子身上）是秘密进行的。Faisal Mushtaq 表示，“Hans Berger 过去和现在都是一个有争议的人物。”

但脑电图继续席卷了神经科学界。它已成为神经科学实验室的主要产品，适用于所有年龄段的人，甚至新生儿。神经科学家利用脑电图来探索婴儿如何学习和思考，甚至是什么让他们发笑。在我自己的报道中，我曾介绍了使用脑电图来了解清醒梦境的现象，揭示我们的记忆是如何在睡眠期间被“归档”的，以及可以让人们通过意识打开电视。

借助脑电图，还可以作为“进入那些无法沟通的人们思想的途径”。它已被用来寻找无反应觉醒综合症（以前称为“植物人”）患者的意识迹象。这项技术还使患有肌萎缩侧索硬化症（ALS）的瘫痪患者能够通过思想进行交流，并告诉家人“他们很开心”。

那么，我们接下来该何去何从？Faisal Mushtaq 与电子科技大学的 Pedro Valdes-Sosa 教授及同事向 500 名脑电图研究人员提出了这个问题，其中包括神经科学家、临床神经生理学家和脑外科医生。具体来说，在 ChatGPT 的帮助下，该团队生成了一份预测列表，范围从“非常有可能”到“有些异想天开”。500 名调查受访者中的每一位都被要求估计每个预测何时（如果有的话）可能会实现。

受访者表示，最快的突破将出现在睡眠分析方面。脑电图已经用于诊断和监测睡眠障碍，但这将在未来 10 年内成为一种常规手段。消费级的脑电图应用也可能在不久的将来迅速发展，这可能让许多人有机会更多地了解自己的大脑活动，以及它如何与自身健康相关联。“也许它被集成到你走路时戴的一种棒球帽中，并且它连接到你的智能手机。”Faisal Mushtaq 说。像这样的“脑电帽”其实已在一些工作者身上进行了试用，比如用于监测卡车司机和采矿工人的疲劳程度。

目前，脑电图通信仅限于实验室或医院，这些地方的研究重点是该技术帮助瘫痪或意识障碍患者的潜力。一旦更多的临床试验完成，这种情况可能会在未来几年发生重大变化。受访者认为，在未来 20 年左右的时间里，脑电图可能会成为这些人的主要沟通工具。

另一个极端是 Faisal Mushtaq 所说的“更奇特”的应用：利用脑电图读取人的想法、记忆甚至是梦境。

他认为这是一个“非常疯狂”的预测。考虑到目前我们还不清楚人类的记忆是如何形成的以及在哪里形成的，这个预测距离实现还有很长的路要走。但这并不完全是科幻小说，一些受访者预测这项技术可能会在 60 年内出现。

人工智能可能会通过识别大脑活动中的隐藏模式来帮助神经科学家从脑电图数据中获取更多信息。它已经被用来将一个人的想法转化为书面文字，尽管准确性有限。“我们正处于这场人工智能变革的边缘。”Faisal Mushtaq 说。

与此同时，这些进步将引发人们对我们精神隐私权的质疑，以及我们如何保护自己的思想。去年，我与北卡罗来纳州达勒姆杜克大学的法律伦理学家 Nita Farahany 讨论过这个问题。她告诉我，虽然大脑数据本身不是思考的，但它可以用来推断一个人的想法或感受。“现在唯一能够访问你大脑数据的人就是你自己，而且这些数据只能在你大脑的‘内部软件’中进行分析。”她说，“但是，一旦你把一种设备戴在头上，你就会立即与设备制造商和提供平台的任何人共享这些数据。”

（来源：MIT TR）

Pedro Valdes-Sosa 教授对脑电图的未来持乐观态度。他说，其低成本、便携性和易用性使得该技术成为一些国家使用的主要候选者。自 1969 年以来，他一直在研究中使用它（上图展示的就是在 1970 年时他使用的这套设备的外观）。“脑电图应该用于监测和改善全球人类的大脑健康。这很困难，但我认为这在未来可能会发生。”他说。

https://www.technologyreview.com/2024/08/22/1097185/tech-brainwaves-100-years/