腦機接口技術，如何讓意識發聲？

很多科幻電影中，人類將大腦與電子設備連接，大腦的意識就能直接被讀取，讓人類輕松完成各種工作。在2022年TED大會上，來自澳大利亞的神經學家托馬斯·奧克斯利宣布了一項激動人心的技術成果——腦機接口技術，它是人腦與計算機（或其他電子設備）間建立的直接的交流和控制通道，讓電影變成了現實。

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為病人創造新生

演講人托馬斯曾目睹一位40歲中風患者，他的大腦可以思考但不能指揮身體，僅眼珠能左右移動；患者不想生活在這種被“鎖定”的狀態里。從此，托馬斯開始對腦機接口技術產生興趣，并創辦了自己的公司。

2020年，托馬斯為澳大利亞一位62歲男子治療。患者自2015年被確診患有肌萎縮性脊髓側索硬化癥，也就是“漸凍癥”。在確診初期他還能控制雙手操作鼠標緩慢地打字，后來病情加劇導致上肢無法正常活動，連基本的打字都做不到了。患者接受托馬斯的治療后，在大腦植入其發明的腦機微型設備，在胸部植入微型天線傳輸設備，通過胸部的微型天線將腦部信號傳輸出來。經過持續的訓練，2020年底，患者成功用意念登錄托馬斯的社交賬號并發表文字，全程沒有使用傳統的鍵盤或語音功能。他的這次“發聲”，震動了世界。這是人類第一次通過腦機接口技術直接在社交媒體上發送信息，是植入式腦機接口領域的歷史性時刻。

近年來，已經有70位患者參與托馬斯的診療。多數人原本無法移動雙手或清晰地說話，但依靠腦機接口技術，現在可以與外界交流了。雖然用這種方式交流速度很慢，但這實現了患者、醫護人員和科學家的共同夢想。

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從電影走進現實的科技

腦機接口技術一直是人類追尋的目標，科技派堅信有朝一日人類能用思想控制芯片，并指揮身體和其他設備。當人類思考時，大腦皮層中的神經元會產生微小電流；思考的內容不同，被激活放電的神經元也不同。腦機接口技術通過直接監測神經元放電，提取大腦神經信號進行轉化，從而控制其他設備，它的進步能夠創造巨大的價值。目前，腦機接口技術分為侵入式和非侵入式兩種。

托馬斯則另辟蹊徑，從血管入手。血管是進入大腦的天然通道，且大腦頂部最大的靜脈緊鄰運動皮層，正是我們想要連接和監測的目標。托馬斯研制了與心臟支架造型相似的支架，讓它順著血管進入大腦目標位置。支架交聯處的傳感器可以從大腦內部監測神經元放電，并將信號傳輸轉化，通過胸部的微型天線連接到體外計算機，這樣就能幫助患者與外界交流。托馬斯認為，未來的腦機接口技術能夠幫助癱瘓患者恢復與自然和社會環境的互動，幫他們找回溝通的能力，獲得新的生活方式。

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尋找人機溝通的“翻譯”

大腦中有一個叫作運動皮層的部分，控制著身體的所有肌肉。“鎳鈦諾”柔性合金支架的傳感器通過監測運動皮層神經元放電，接收來自大腦的信息。如何讓計算機“讀懂”這些腦部信號呢？

醫生會與患者合作，讓患者做出各種不同的動作。雖然患者身體實際無法運動，但醫生可以觀察和記錄哪些神經元被激活“點亮”，也就能夠“看到”患者正在做什么。這個過程就像把大腦的意識“翻譯”出來，讓計算機能夠讀懂。有了它，當神經元放電活動被傳感器監測到時，信號從腦部出發，通過胸部的微型天線傳輸系統傳遞給外部計算機，計算機就能理解患者想要向上、向下或向左、向右等意圖，從而實現移動鼠標這樣的操作。這個過程需要患者不斷練習，才能讓計算機的動作與大腦意識完美契合。

交流是人類的基本需求。目前我們可以通過監測神經元放電來“翻譯”大腦的意識，那就意味著，我們也許可以給大腦編輯一本“詞典”。未來，我們不僅能夠用腦機接口技術幫助癱瘓患者，更加可以在普通人身上使用，增強人類情感或記憶的交互。也許有一天，人類能夠突破現有的生活交流方式，甚至超越肉體，讓精神永存。

你認為腦機接口技術還有哪些應用場景，歡迎在評論區留言分享？

責任編輯 | 趙青云

運營編輯 | 趙青云

質量審核 | 李雅欣 王維嘉

圖片來源 |《知識就是力量》雜志，原文《讓意識發聲：腦機接口技術》，文圖 / 王治鈞，原文有刪改，原創作品轉載請注明來源。

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