美科学家研发出世界

　　首个人-人大脑界面

　　心有灵犀，

　　一“点”通

　　首先，请允许我们用《星际迷航》中的瓦肯（Vulcan）语向你致意：生生不息，繁荣昌盛！

　　外星瓦肯人的生活如此令人向往：具有特殊的心电感应能力，能借助触摸他人脸部实现与对方心灵相通，分享对方的意识、记忆和知识等。这种颇具诗意的能力被称为“心有灵犀”。

　　日前，有美国科学家声称已掌握了“瓦肯人心灵融合术”——他们研发出世界首个人-人大脑界面，发现了心智操控的秘密。

　　看吧，诗中那句“心有灵犀一点通”正乘着“科技快车”呼啸而来。这一“点”，来自脑波。

你动脑 我行动

　　实验在位于美国西雅图的华盛顿大学内进行。科研愿望是拉杰什·拉奥能够通过“意念”遥控指挥安德烈亚·斯托克打电脑游戏。这两位分别是计算机科学与工程学教授和脑科学研究所研究员。

　　开始前，拉奥头戴一个装满电极的帽子坐在实验室的椅子上，电极帽与一台脑电图仪相连，后者负责读取大脑的电波活动。在另一个实验室，斯托克佩戴一个紫色泳帽，上面标注出经颅磁刺激线圈的刺激部位。线圈直接放置在他的左运动皮质上方，控制手部移动。

　　两个实验室通过“Skype”链接，这是一种目前全球最受欢迎最普及好用的网络即时沟通工具。不过，无论是拉奥还是斯托克都看不到Skype界面。

　　实验开始了。拉奥盯着一个电脑屏幕，通过思想控制玩一个简单的视频游戏。当他想发射大炮轰击一个目标时，就想象自己移动右手，而实际情况则是，他并没有移动右手。这时，在另一个实验室里，斯托克戴着消除噪音的耳塞，眼睛也看不到游戏屏幕。可是——几乎与拉奥同时，他在不知不觉下移动右手食指，按下了面前键盘上的空格键。

　　手指竟然能无意识移动，斯托克认为这种感觉好比“神经痉挛”。这一幕让拉奥既震惊又兴奋，他说：“看到我脑中想象的移动被另一个大脑翻译成真实的移动，那种感觉既兴奋又怪异。”

　　拉奥要郑重声明的是，这项技术只能读取确定的简单脑信号，而不是一个人的思想，不会让任何人获得在违反他人意愿情况下控制其行为的能力。研究人员计划下一步实现两个大脑之间的直接双向交流。

概念先行一步

　　“两位研究人员的实验，在世界首次展示了一个无损伤的人脑到人脑的系统。”浙江大学计算机学院教授潘纲接受本报采访时表示说，“从技术上看，这些都是已有的脑机接口技术的应用，没有大的突破。但从系统角度看，是一种典型的概念创新。”

　　它的工作原理是这样的：通过EEG脑电信号读取一个人的运动想象的意图，然后根据这个意图，通过TMS技术（经颅磁刺激技术）控制另一个人的手部移动。如果仔细分析，你还会有这些发现：目前系统是单向的，即信息只能从一个人脑单向地到另一个人脑；同时EEG对人脑意念的读取也是非常有限与粗粒度的，比如“融合”的指令属于容易被识别的脑电波信号，而非代表复杂的人类“想法”。

　　脑-脑通讯的科研突破，似乎在今年来得特别多。年初，杜克大学的科研组在两只老鼠大脑中植入微芯片。这两只老鼠一只位于美国，另一只远在巴西。尽管距离遥远，科学家们能利用仪器记录“编码器”的大脑信号，通过互联网将其传递给“解码器”。不出所料地，“解码器”依据“编码器”发出的大脑信号作出了正确的动作。而在哈佛大学，人—鼠通讯也取得了突破性进展。

　　“从国际公布的几项研究来看，本质上还是先‘脑->机’，然后‘机->脑’。”潘纲认为，脑机接口与脑脑接口之间没有本质上的差别，后者都是基于已有脑机接口技术进行的。值得期待的是，最近的研究首次开发了人脑到人脑的系统，充分使用了已有的两种脑机接口技术。

开启“智慧天书”

　　无论是脑-机交互或是脑-脑交互，科学家从未停止过对开启“智慧天书”的向往。“毫无疑问，这将会完全改变人与物理世界、机器世界的连接方式，使得“人-机-物”三元融合更加紧密与直接。但从目前技术发展水平看，还处于非常初步的阶段。”潘纲认为。

　　利用脑波的科学研究已经超过半个世纪。 通俗点说，这是一种“意念控制”的前沿科学。人在兴奋、紧张、昏迷等不同状态之下，脑电波的频率会有明显的不同，约在1－40赫兹之间，依照不同的频率，脑波又被进一步分为α、β、δ、θ波。

　　去年在浙大CCNT实验室，潘纲与他的团队研究者们就曾使用EEG脑电信号操控飞机进行现场表演；今年5月，浙大吴朝晖教授领衔的973项目通过“混合智能”技术让大白鼠有了好视力。

　　“用意念操控飞机，大多数人都可以做到。”潘纲认为，其基本原理也是使用EEG脑电信号，对操控人的脑电信号显著性以及意念想象的熟练程度有一定要求。

　　“心有灵犀”有待对脑部神经与认知机制更深入的了解。怎样读取“记忆”、“情感”等信息，这些信息又如何“输入”大脑？尽管目前通过微电极刺激、光基因刺激、经颅磁刺激等研究较多，但刺激点在哪里、如何调制等问题都要视具体功能而定，还没有通用的方法。

　　今年年初，欧盟与美国相继启动与大脑相关的大科研计划，这并不是偶然。认识脑、保护脑、开发脑、创造脑。海量神经科学成果、脑成像技术、大数据计算存储能力共同推动着脑科学的发展，若干人类重大疾病与脑功能密切相关的，如自闭症、老年痴呆症等，亟待脑科学研究的突破。要取得更大进展，或许更需要体制的创新来支持高效的、真正的交叉研究。