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腦機介面技術是如何在人類醫療領域取得突破的?它有哪些重要意義?

眾所周知,光比聲音的傳

播速度更快,以至於我們會先看到閃電然後再聽到

打雷。

這就好比手動操控和意念控制一樣,意念控制速度明顯快於手動操控,畢竟大腦先有意識或者意念之後,身體才會做出動手操作的行為。

不同的是,閃電和大雷屬於自然現象,而意念控制則需要藉助高科技技術來實現,這種技術叫做“腦機介面。”

腦機介面技術可以在人或者動物大腦與外部裝置之間建立直接連線,實現腦與裝置的資訊交換。

1963年,英國醫生 Grey Walter為了確認癲癇病人的腦內病灶,在其貼近大腦皮層的地方放了電極,以此來獲得病人大腦的神經活動。

而後,Grey Walter突發奇想的把電極連線到自制的“電位轉換器”上後,竟然發現該病人竟然可以透過意念來控制幻燈片的切換。

這便是腦機介面技術的第一次完整實現。

如今過去了這麼多年,腦機介面技術也逐漸被科學家突破。

去年8月底,矽谷明星企業家埃隆·馬斯克·展示了他們公司的研究成果,其中包括第二代新型晶片和進行晶片植入的手術機器人。

他們將這個晶片植入小豬的大腦,以此來觀察小豬的神經元活動。當小豬受到外界刺激時,其與大腦晶片的電腦上就會出現脈衝訊號的波動。

透過這個實驗,我們看到了動物大腦與外界裝置的資訊交換過程。

最近,腦機介面領域出現了新的突破,研究者藉助斯坦福大學設計出的新型腦機介面系統,讓癱患者實現了意念打字。

就在2021年5月13日,這項研究還登上了知名學術期刊Nature的封面。

雖然之前也出現過類似的研究,但那時患者的打字速度最多隻能達到每分鐘60個字元。而如今的腦機介面技術已經可以實現每分鐘90個字元的“打字速度”。(ps:正常人的打字速度一般為每分鐘110-120個字元)

關鍵的是,除了速度,用意念控制的打字準確率也得到了顯著提升,從原來的94。1%準確率提升到了99%。

這項研究對於殘障等特殊群體來說意義重大。

雖然之前也有輔助打字的裝置,但那種裝置主要是基於使用者的眼球運動或者語音命令,並且打字速度非常慢。

但眼球運動太費力,而語音命令對於有些腦癱的患者來說也根本無法完成,所以還是比較雞肋。

相比之下,腦機介面技術就要方便很多了,患者直接用大腦的意念來控制交流,讓自己想什麼別人就能立馬知道什麼。

藉助腦機介面,猴子也能打遊戲

沒想到以前經常出現在科幻電影裡面的特異功能,如今離現在已越來越近。

說了這麼多,你知道意念打字是如何實現的嗎?

其實它的原理是這樣的。當用戶在想象自己寫的字母時,大腦電極測量的神經元會活動。接著,遞迴神經網路學習每個字母產生的神經活動模式並分析彼此關係,從而產生聚類圖。

最後,演算法基於上述獲取到的資訊預測使用者想要寫出的字母並輸出,這就完成了整個打字的過程。

雖然科學家對於腦機介面技術的研究從未停止,但截止目前還沒有出現大規模的落地,所有的研究都還只是停留在實驗階段。

從上面那張Nature的封面圖我們可以看出,有些字母難以區分,比如i和j、r和v/u等。並且這還只是針對英文的26個字母,要知道有些國家的語言字母可有200個呢。

所以,要實現腦機介面技術的大規模應用,我們怕是還要再等上一段時間了。

起初,科學家們只是想透過腦機介面技術來實現對殘障失能人士的治療,

將其作為一種媒介,連線患者的大腦運動皮層和特定的“肢體”,來幫助患者重新獲取對外部裝置的控制。

後來,他們找到了更多腦機介面技術的實用場景,比如在教育、軍事、娛樂、智慧家居等方面。

但果核覺得還是要辯證的看待這個技術,因為時代在發展的同時也會給社會帶來新的問題。

就像如今在大資料的“統治”之下,我們面臨著嚴重的隱私洩露問題一樣。今後如果這個技術被廣泛應用,那我們可能會更容易被AI所取代。

真不敢想象幾十年甚至幾百年後,這個世界會變成什麼樣子。反正,此時果核的腦袋裡面全是科幻片裡“機器人佔領地球”的畫面……最後想說的是,科技是把雙刃劍,使用得當可以事半功倍,使用不當可能面臨自食其果。

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