一样东西,用久了就会成为我们身体的一部分;就像现在的手机以经成为很多人的老婆,而眼镜则是眼睛的窗户。这是因为大脑可以重新定义身体的边界——大脑可塑性的存在。更加明确的实验是Ramachandran使用镜箱欺骗截肢者的大脑,满足大脑对于已经失去的肢体的定义——失去的肢体仍旧被定义为身体,用于治疗幻肢痛。
大脑的可塑性,使得我们可能将机器定义进身体内。通过读取大脑活动,翻译成机器语言来操作机器,将机器变成身体的延伸;或者反过来,将机器获取的信息转化为大脑语言刺激大脑。其实,机器本来就是身体的延伸,只是会有时间延迟,问题在于消除时间延迟;同样的,机器信号能够转化为人类语言,再进行大脑分析,这也造成了时间的延迟。
而人类是要求及时反馈的,这就是脑-机接口的研究。
1.机器读不懂大脑
事实上,现在没法读懂神经元的放电+神经递质的复杂现象(针对项目:人类连接组计划),只是通过黑盒子法,分析能够对应的信号;能做的事情是读取简单的大脑皮层放电现象,分析运动皮层、感觉皮层的信号。
也就是只能通过电极读取脑电波。读取的方式分为两种:第一种,侵入式——通过开颅手术,将电极放入大脑内去读取脑电波,代表样品为2004年Donoghue的犹他阵列电极,缺点在于安全性——材料的生物相容性以及电极结构对于人类活动的影响;第二种,非侵入式——扫描脑电图(EEG),缺点在于信号失真以及设备太大。
为了解决这两个问题,材料学家发展了柔性电极材料。柔性电极可以选用生物相容性好的(比如石墨烯),通过微创手术植入大脑,这就是新发展的半侵入式,用以替代侵入式,代表产品为马斯克的Neuralink公司的神经蕾丝。同时,柔性电极也可以使得非侵入式的设备实现小型化,代表研究人员为Rigers。
但是,更难的是带宽——单位面积电极数的问题,现在的小带宽带来信息的严重失真。1%神经元的信息为400部电影/秒。
2.大脑有条件反射
大脑读取机器就比较简单了,只要通过训练。简单信号可以代表多层含义。
而且,刺激方式可以为电信号(经颅电刺激,tDCS)、磁信号(经颅磁刺激,TMS)、光信号(光遗传学研究范畴,注射光敏通道蛋白后,通过光刺激调控大脑,代表实验有两个,第一是2013年光控小鼠进食至撑死,第二是Tonegawa光控小鼠恐惧)。
虽然,现在的研究并不完善,但已经有多层次的应用。
1.修复身体。
代表工作一,义肢的植入。比如说,Wicab公司的BrainPot-大脑港产品,帮助盲人探查周围空间的物体及其距离,转化为电信号刺激舌头。
代表工作二,修复神经连接。
2.增强身体。
代表工作一,增强大脑工作状态,促进大脑进入心流。心流为α-脑电波和θ-脑电波的中间状态,此时大脑注意力高度集中、反应敏捷。比如说,Advanced Brain Monitoring公司通过EEG读取脑电波,通过经颅磁刺激来调节大脑状态,一般通过一天的训练,普通人就能够在状态之间切换。美国海豹突击队用于学习训练,心流基因工程(Flow Genome Project)用于普通人训练。
代表工作二,记忆移植。将受训小鼠的海马体移植给普通小鼠,普通小鼠掌握受训技能。更深一步就是感觉分离,直接刺激大脑获得体验;一种电刺激代替化学刺激的吸毒方式。那时候就是黑客帝国了,“这块牛排鲜嫩多汁”。
3.人机融合到人人融合。
脑-机器-脑。通过脑A-机器-机器-脑B,可以将A的信息传给B。实现一定程度的信息沟通。
脑-脑交互。怎么说呢,虫群意识一定是不好的,但是人类的惰性会使人倾向于失去自由意志。《惊悚乐园》中的没有游戏的世界里,还是不要管这种矛盾的生物了,这才是人类有趣的地方。
我们已经离不开机器,机器是我们身体的延伸。随着科技的发展,机器的响应越来也快、越来越多。人越来越像机器,机器也越来越像人。将会有更多的机器成为我们的身体,只要付出相应的代价。
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