脑机接口技术，如何让意识发声？

很多科幻电影中，人类将大脑与电子设备连接，大脑的意识就能直接被读取，让人类轻松完成各种工作。在2022年TED大会上，来自澳大利亚的神经学家托马斯·奥克斯利宣布了一项激动人心的技术成果——脑机接口技术，它是人脑与计算机（或其他电子设备）间建立的直接的交流和控制通道，让电影变成了现实。

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为病人创造新生

演讲人托马斯曾目睹一位40岁中风患者，他的大脑可以思考但不能指挥身体，仅眼珠能左右移动；患者不想生活在这种被“锁定”的状态里。从此，托马斯开始对脑机接口技术产生兴趣，并创办了自己的公司。

2020年，托马斯为澳大利亚一位62岁男子治疗。患者自2015年被确诊患有肌萎缩性脊髓侧索硬化症，也就是“渐冻症”。在确诊初期他还能控制双手操作鼠标缓慢地打字，后来病情加剧导致上肢无法正常活动，连基本的打字都做不到了。患者接受托马斯的治疗后，在大脑植入其发明的脑机微型设备，在胸部植入微型天线传输设备，通过胸部的微型天线将脑部信号传输出来。经过持续的训练，2020年底，患者成功用意念登录托马斯的社交账号并发表文字，全程没有使用传统的键盘或语音功能。他的这次“发声”，震动了世界。这是人类第一次通过脑机接口技术直接在社交媒体上发送信息，是植入式脑机接口领域的历史性时刻。

近年来，已经有70位患者参与托马斯的诊疗。多数人原本无法移动双手或清晰地说话，但依靠脑机接口技术，现在可以与外界交流了。虽然用这种方式交流速度很慢，但这实现了患者、医护人员和科学家的共同梦想。

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从电影走进现实的科技

脑机接口技术一直是人类追寻的目标，科技派坚信有朝一日人类能用思想控制芯片，并指挥身体和其他设备。当人类思考时，大脑皮层中的神经元会产生微小电流；思考的内容不同，被激活放电的神经元也不同。脑机接口技术通过直接监测神经元放电，提取大脑神经信号进行转化，从而控制其他设备，它的进步能够创造巨大的价值。目前，脑机接口技术分为侵入式和非侵入式两种。

托马斯则另辟蹊径，从血管入手。血管是进入大脑的天然通道，且大脑顶部最大的静脉紧邻运动皮层，正是我们想要连接和监测的目标。托马斯研制了与心脏支架造型相似的支架，让它顺着血管进入大脑目标位置。支架交联处的传感器可以从大脑内部监测神经元放电，并将信号传输转化，通过胸部的微型天线连接到体外计算机，这样就能帮助患者与外界交流。托马斯认为，未来的脑机接口技术能够帮助瘫痪患者恢复与自然和社会环境的互动，帮他们找回沟通的能力，获得新的生活方式。

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寻找人机沟通的“翻译”

大脑中有一个叫作运动皮层的部分，控制着身体的所有肌肉。“镍钛诺”柔性合金支架的传感器通过监测运动皮层神经元放电，接收来自大脑的信息。如何让计算机“读懂”这些脑部信号呢？

医生会与患者合作，让患者做出各种不同的动作。虽然患者身体实际无法运动，但医生可以观察和记录哪些神经元被激活“点亮”，也就能够“看到”患者正在做什么。这个过程就像把大脑的意识“翻译”出来，让计算机能够读懂。有了它，当神经元放电活动被传感器监测到时，信号从脑部出发，通过胸部的微型天线传输系统传递给外部计算机，计算机就能理解患者想要向上、向下或向左、向右等意图，从而实现移动鼠标这样的操作。这个过程需要患者不断练习，才能让计算机的动作与大脑意识完美契合。

交流是人类的基本需求。目前我们可以通过监测神经元放电来“翻译”大脑的意识，那就意味着，我们也许可以给大脑编辑一本“词典”。未来，我们不仅能够用脑机接口技术帮助瘫痪患者，更加可以在普通人身上使用，增强人类情感或记忆的交互。也许有一天，人类能够突破现有的生活交流方式，甚至超越肉体，让精神永存。

你认为脑机接口技术还有哪些应用场景，欢迎在评论区留言分享？

责任编辑 |赵青云

运营编辑 | 赵青云

质量审核 | 李雅欣 王维嘉

图片来源 |《知识就是力量》杂志，原文《让意识发声：脑机接口技术》，文图 / 王治钧，原文有删改，原创作品转载请注明来源。

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