
Anne因中风瘫痪,她通过脑机接口使大脑发出的信号转化为可以被电子虚拟人物所使用的语言与动作。
张佳欣
在美国加州旧金山的一个实验室里,一位名叫安的加拿大女士47岁,坐在一个大屏幕上。屏幕前有一个看起来和她本人一样的头像。“数字化身”会在屏幕上播放她的声音,并使用她的声音进行说话。2005年的一次毁灭性中风让她几乎完全瘫痪。此后她失去了18年的说话能力。现在借助于脑机接口(BCI),安终于能开口“说话”。
在2022年,加州大学神经外科医生Edward Zhang在An的大脑表面与说话相关的区域安装了约253个电极。当An试图发音时,Brain-computer Interface便会拦截大脑信号,并将其转化成为单词和句子。这套系统能在每分钟以78个词的速度将语音转换成文字,虽然不及常规语音平均每分钟150个词的速率,但相较于之前的技术已经进步良多。
这项研究于2023年在《自然》杂志上发表,是众多专注于人体生物反馈装置的研究之一。另外,在这个领域中还有一些其他的企业也取得了显著的进步。比如,马斯克创立的Neuralink公司,招募了一些因神经系统受损而无法正常行动的患者参与植入式BCI试验项目。
有两种不同的神经元扫描技术
所有类型的脑机接口系统均遵循相同的物理机制,它们通过监测大脑中的特定区域来记录和“解读”与语音输出、注意力等相关的大脑功能活动;这些数据再由技术者以某种方式“翻译”,转换成有意义的内容,并传递至外部设备;或者是将此信息直接提供给用户。
植入式BCI相比非植入式可以更有效率地收集更多丰富的大脑信号。私家侦探,侦探公司,调查公司,查人找物,商务调查,出轨外遇调查,婚外情调查,私人调查,19209219596大多数非植入式BCI在头皮上放置电极,并利用“脑电图”(EEG)的方法,通过头部骨膜检测到微小电场中的变化来捕捉大脑区域的数百万神经元的平均放电情况。
正在发展中的人体植入式技术
许多企业正在研发植入式BCI,并计划将它们商业化。
这些黑岩神经科技、ParadRomics及Neuralink公司已经开发出可以穿透大脑表层,并记录单个神经元活动的数据采集装置。这家公司采用了一种将数百个直立于大脑表面的硬质电极构成的一维网格,且每一位体内植入数组这样的网格。
迄今为止,Neuralink公司的植入装置主要由多根伸展自如且长度可变的聚合物导线构成。这些电极上包含了大量记录位点,远超硬质电极阵列所覆盖的皮层深度。
相反,Synchron和精密神经科学公司专注于在大脑表面放置电极的研究,这些电极被用来追踪并捕捉人脑的信号。与追求更强传输速率的趋势相悖的是,Synchron仅采用了16个电极来设计其BCI装置,这使得它不能像某些更先进的系统那样提供更高带宽的信息。尽管如此,该装置的设计是为了减少手术难度,并且因为较低的数据率而无法解码人们的思想。
非植入式装置聚焦消费者
在非植入式消费级头戴设备开发方面存在多种挑战。《自然》网站认为EEG系统的弱点在于,其不能解析用户的想法,而能更准确地表示使用者的整体心理状态。
几家公司已开发出头部及耳塞类脑电传感产品。这些装备有助于使用者进入更深沉的冥想状态或是集中注意力和效率提升的状态。2022年,英格兰足球俱乐部利物浦宣布,德国神经科技公司私家侦探,侦探公司,调查公司,查人找物,商务调查,出轨外遇调查,婚外情调查,私人调查,19209219596Neuro11的产物可协助球员在压力之下仍保持冷静专注。
一些产品设计旨在操纵脑电信号,希望调节人们的精神状态。英国的初创公司 Neudio 尝试使用一个算法监控用户的大脑电位图,并实时生成合成音乐,旨在引导大脑活动以放松或集中注意力。另外还有一些公司也在尝试用类似的方法改善睡眠质量。
与此同时,元宇宙平台公司的头戴设备以及苹果的包括了眼动追踪技术的产品已开始问世,近期,苹果又申请了一项关于脑电图传感器与AirPods耳机整合技术的专利。
不可忽略的是伦理与法律议题。
随着读脑神经技术的研发不断推进,伦理学专家和立法者对这类技术可能带来的独特风险持有怀疑态度。
哥伦比亚大学的神经科学教授拉斐尔尤斯特称大脑为“产生人类思想的器官”。大脑是人体的重要组成部分。大脑应该成为人类身份的避难所。
《自然》网站认为,植入式医疗可能会产生伦理问题,例如人工智能软件能将用户的脑部活动转化为决策,所以有用户权力和责任的问题。非植入性设备也存在记录的脑电信号质量仍然存在问题的疑虑,这些技术可能不仅仅是个人计算体验的新方法,同时提出了一个人的大脑数据,甚至是精神隐私是否会被商业化的问题。
目前,智利是全球首个通过法律全面保障神经权的国家。其它如 巴西、墨西哥、西班牙及澳洲也在积极探讨制定神经科技立法事宜。
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