在科技的高速发展下,脑机接口技术正悄然改变着我们的生活。想象一下,失语症患者通过技术能够再次表达自己的思想,瘫痪者能够重新行走,甚至让人类获得所谓的 “超能力”。这一切,听起来就像科幻电影里的情节,但现在正在变成现实。

在一次直播中,马斯克豪言,脑机接口的终极目标不仅是帮助残障人士恢复失去的功能,更是要为人类带来超能力。2016年,名叫 Arbaugh 的男子因意外导致颈部以下瘫痪,今年他成了首位植入马斯克创办的 Neuralink 公司的芯片的幸运儿。从那一刻起,他便开始利用自己的思想来操控手机和电脑,玩游戏、上网、下棋,仿佛为自己的生活插上了翅膀。

未来 科幻 脑机接口

图源备注:图片由AI生成,图片授权服务商Midjourney

Neuralink 并非唯一一家探索脑机接口的公司,越来越的研究正在帮助那些因脊髓损伤、中风或运动疾病而瘫痪的人们逐步恢复能力。斯坦福大学的神经外科医生 aimie Henderson 表示,手术的成功令许多研究人员感到惊讶,仿佛踏上了一条充满希望的新旅程。

但未来的路究竟如何,仍然有许多未知。马斯克最近还考虑研发一种仿生植入物,试图让人类在某种程度上与超级人工智能进行竞争。纽约哥伦比亚大学的 Rafael Yuste 表示,未来或许能操纵人类的感知、记忆、行为甚至身份。

脑机接口的基本原理是利用金属盘、电线或电极来检测神经元发出的电信号。这些设备可以植入大脑或放置在头皮上,然后将信息发送到计算机进行处理,从而转化为指令。几十年来,科学家们一直在探索这一技术。早在1998年,他们就将第一个脑机接口植入一位因中风几乎全身瘫痪的建筑工人 Johnny Ray 的大脑。Ray 通过想象手部动作来控制光标,尽管当时的设备功能和可靠性相对较低,但这已经脑机接口的研究打开了大门。

早期的设备由于技术限制,往往需要长时间调试,且每分钟只能选择几个字符,错误率高得让人抓狂。因为人脑中有数十亿个错综复杂的神经元,单靠少量电极无法捕捉到足够的信息。为了破解这一难题,研究人员开始寻求更先进的技术,尤其是由犹他大学 Richard Normann 发明的 “犹他阵列”,它可以同时捕捉多个神经元的信号。

这种 “犹他阵列” 是一个4毫米见方的芯片,上面布满约100个微电极,能够深入大脑外层。研究者们借助这个阵列追踪单个神经元的放电,记录大约100个神经元的数据,从而观察到神经元群体的活动,帮助恢复诸如运动和语言等功能。

随着研究的不断深入,2004年,BCI 联盟 BrainGate 的研究人员将犹他阵列成功植入瘫痪患者体内,推动了这一领域的发展许多志愿者接受了手术,利用意念引导光标,打开电子邮件,操控电视,甚至喝水。令人惊叹的是,瘫痪者还能通过 “心灵感应” 控制机械臂。

技术的进步让研究者们更快地解码脑部信号,创造了用脑机接口打字的新纪录。2021年,Dennis DeGray 通过犹他阵列达到了每分钟90个字符的打字速度。他通过想象在纸上书写来发送信号,人工智能随后解码这些信号并转换成文字。此外,研究人员还发现,通过机接口,瘫痪患者不仅能恢复体动作,甚至能够控制自己想说的话。

最近,洛桑瑞士联邦理工学院的研究者们更是开创了新的里程碑。他们开发出一种侵入性较小的 “皮质电图描记”(ECOG)阵列,能够读取运动皮层的信号,将其传递到脊髓的刺激器。这一突破让一位双腿瘫痪的患者能够站立、行走,甚至轻松攀爬楼梯。

脑机接口的研究不仅有助于恢复运动能力,更挑战了我们对大脑的理解,逐渐揭示了运动皮层细之间的复杂联系。这项技术的进步,不仅让我们对未来充满期待,也让我们对大脑的奥秘有了深入的了解。奇迹正在发生,让我们一起见证这一切的变化!