意念真能控制物體嗎？神奇的“大腦USB”來了！

你是否想過，僅憑意念就能控制物體？在科技飛速發(fā)展的今天，這看似科幻電影中的場(chǎng)景，卻已悄然走進(jìn)現(xiàn)實(shí)。如今，一項(xiàng)名為腦機(jī)接口的技術(shù)，正為癱瘓患者帶來新的希望。想象一下，一位因中風(fēng)或脊髓損傷而全身癱瘓的患者，僅需在大腦中想象自己移動(dòng)手指或手臂，機(jī)械手臂就能精準(zhǔn)地執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，幫助他們完成抓取、移動(dòng)甚至更復(fù)雜的任務(wù)。

01一個(gè)神奇的“大腦USB”

腦機(jī)接口（Brain-Computer Interface, BCI），可以形象地理解為大腦與機(jī)器之間的“通信橋梁”。它就像你在國外旅行時(shí)使用的手機(jī)翻譯軟件，只不過這個(gè)“翻譯官”不是把一種語言翻譯成另一種語言，而是把大腦的“語言”（神經(jīng)電信號(hào)）翻譯成機(jī)器能夠理解的指令，從而實(shí)現(xiàn)大腦與外部設(shè)備的無縫溝通。

當(dāng)你產(chǎn)生一個(gè)簡(jiǎn)單的想法，比如“我想喝咖啡”，大腦中的特定區(qū)域就會(huì)發(fā)出一系列有規(guī)律的電信號(hào)。腦機(jī)接口的任務(wù)就是捕捉這些微弱的電信號(hào)，然后翻譯成機(jī)器能懂的指令，也就是告訴機(jī)械手：“去拿咖啡杯！”是不是很神奇呢？

圖源：Pixabay

問題是，怎么捕捉大腦中錯(cuò)綜復(fù)雜的電信號(hào)呢？

腦機(jī)接口有兩大“翻譯”流派——侵入式和非侵入式，它們?cè)诓蹲诫娦盘?hào)方面各有各的門道，當(dāng)然，也各有局限。侵入式腦機(jī)接口就像是派了一支精銳部隊(duì)直接潛入大腦的“聊天室”，把電極植入大腦皮層甚至更深層區(qū)域。非侵入式腦機(jī)接口則更像是在大腦的“聊天室”外安裝監(jiān)聽設(shè)備，通過頭皮表面的電極來捕捉大腦的宏觀電活動(dòng)。

侵入式腦機(jī)接口的優(yōu)勢(shì)在于能直接獲取高分辨率的神經(jīng)信號(hào)，就像在前線的偵察兵能帶回最精準(zhǔn)的情報(bào)。但這種“深入敵后”的方式也有風(fēng)險(xiǎn)。手術(shù)本身可能引發(fā)感染、炎癥，甚至神經(jīng)損傷。電極長(zhǎng)期植入后，可能會(huì)因?yàn)榇竽X的免疫反應(yīng)導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量下降。所以，侵入式腦機(jī)接口目前主要用于醫(yī)療領(lǐng)域，比如幫助高位截癱患者恢復(fù)部分運(yùn)動(dòng)能力。

相反，非侵入式腦機(jī)接口的優(yōu)勢(shì)在于安全、無創(chuàng)，適合大規(guī)模應(yīng)用和日常使用。不過，非侵入式方法有個(gè)“硬傷”——信號(hào)質(zhì)量不夠高。因?yàn)轭^皮和顱骨會(huì)削弱信號(hào)，所以捕捉到的信號(hào)強(qiáng)度弱、信噪比低。這就好比在門外聽人聊天，只能聽到模糊的聲音，無法精準(zhǔn)捕捉到每個(gè)字。因此，它在復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制或語言解碼任務(wù)中表現(xiàn)有限。

未來，科學(xué)家們正在探索一種折中的解決方案——微創(chuàng)式腦機(jī)接口。它介于兩者之間，既能獲取比非侵入式更清晰的信號(hào)，又不需要深入腦組織，降低了手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。比如，皮層電圖（ECoG）和血管內(nèi)電極（如Stentrode）就是這種技術(shù)的代表。

02癱瘓者的“超能力”

腦機(jī)接口技術(shù)，作為神經(jīng)科學(xué)與人工智能交叉的前沿領(lǐng)域，正為癱瘓患者帶來曙光。

2025年1月，Neuralink公司成功完成第三例患者植入手術(shù)，其植入物在長(zhǎng)期使用中表現(xiàn)出穩(wěn)定性和可靠性，為患者提供了持續(xù)的康復(fù)支持，展現(xiàn)了該技術(shù)在運(yùn)動(dòng)功能重建方面的巨大潛力。同年3月，我國自主研發(fā)的“北腦一號(hào)”也完成了第三例人體植入手術(shù)，其采用的半侵入式技術(shù)路徑，降低了手術(shù)創(chuàng)傷和術(shù)后風(fēng)險(xiǎn)，適用于多種患者群體，彌補(bǔ)了侵入式和非侵入式技術(shù)的不足。

圖源：Neuralink

這些成果表明，腦機(jī)接口技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用取得了顯著進(jìn)展。這個(gè)神奇的“超能力”不僅為癱瘓患者提供了新的康復(fù)手段，還能顯著提高他們的生活質(zhì)量和心理狀態(tài)，為他們重新融入社會(huì)提供可能。

03腦機(jī)接口技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)與倫理考量

腦機(jī)接口還面臨不少挑戰(zhàn)。

首先，隱私保護(hù)是個(gè)大問題。怎么保證“大腦USB”不會(huì)被“黑客”入侵？我們的思想、情感都是非常私密的東西，如果腦機(jī)接口技術(shù)能夠讀取這些信息，誰來確保我們的“大腦數(shù)據(jù)”不會(huì)被濫用呢？萬一有人未經(jīng)許可就“讀取”你的想法，那可就麻煩了。

圖源：Pixabay

其次，技術(shù)公平性也值得關(guān)注。腦機(jī)接口技術(shù)的研發(fā)和推廣成本高昂，可能只有少數(shù)人或富裕國家才能享用。這樣一來，社會(huì)不平等可能會(huì)加劇。

最后，操控風(fēng)險(xiǎn)也不容忽視。如果技術(shù)被濫用，可能會(huì)有人利用它操控他人的行為或思想，這無疑是對(duì)個(gè)人自由的巨大威脅。

總的來說，腦機(jī)接口技術(shù)雖然前景廣闊，但我們必須在發(fā)展和應(yīng)用時(shí)保持警惕，平衡好科技的便利與倫理的底線，確保它真正為人類造福，而不是帶來新的問題。

供稿單位：重慶理工大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院

作者：重慶理工大學(xué)，梁仕

審核專家：倪偉

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