BCI技术:读懂你的心

在过去的30年里，科学家一直在开发一种被称为BC工(Brain-ComputerInterface)的人机交流界面，这是一种试图连接人脑和机器的技术，被认为在未来有不可限量的应用价值。在这种技术的帮助下，只要人的大脑能够思维，哪怕他们无法动弹或不能说话，意念也能帮助他们交流信息，发出指令和控制机器。现在，随着研究的不断深入，这种技术的应用前景已经日益显现。

　　

　　读心

　　

　　目前，全世界有很多瘫痪病人处于“闭锁综合征”的状态中，即他们完全失去了自理和交流能力，肌肉萎缩、口不能言，甚至可能连眨眼这样简单的事都做不了。现在，BCI技术为这些病人带来了希望。利用BCI技术，微电极能采集病人大脑中的电信号，机器则尝试识别这些电信号的含意，语音合成器则将病人内心的语言转变成语音，这就是美国犹他大学的生物工程学家布兰德利·格雷格和他的同事们要达到的目标。

　　

　　科学家们在一位癫痫病志愿者的脑部植入了一种名为“微皮层脑电图”的装置，它们被分别植入大脑中控制面部运动和语言理解的区域：面部运动皮质区和韦尼克氏区。研究人员让志愿者反复诵读一些词语，如冷、热、是、否、饿、渴等，电脑同时将志愿者的脑信号显示在屏幕上。科学家们相信，这些脑信号的不同特征与志愿者读出的词汇是有联系的，解读这些信号便能将病人内心想说的话语“翻译”出来。

　　

　　实验的结果证明这个想法是可行的，尽管科学家们目前的解读正确率只有28％～48％，但己高于完全没有根据的猜测。研究人员认为，随着电极数量的增加，“翻译”的准确率可提高到90％。不过，由于语言的复杂性，他们也意识到“翻译”内心话语有可能遇到更多的麻烦。就拿“是”这个词来说，在不同的情形下说出，意思可能是不一样的。

　　

　　助残

　　

　　将BCI神经电极植入到人的大脑中的工作开始于1996年，当时，美国神经学家菲利普·肯尼迪和他的同事们对电极做了改进，采用一种细小的玻璃圆锥体，其大小只相当于圆珠笔尖，锥体中有金属丝和一个神经增长单元，它可以刺激神经细胞接近电极。

　　

　　科学家们将电极植入到一个因中风而导致瘫痪的病人大脑中后，这位病人渐渐地学会了做很多事，他能用大脑的力量控制一个电脑屏幕上的光标，能通过拼写单词和他人进行交流，这是人类用意念控制机器的第一次成功尝试。

　　

　　现在，科学家们又发现，神经细胞还能控制电脑屏幕上的图片。科学家们要求一些接入了BCI神经电极的癫痫病志愿者观看电脑屏幕上重叠的图片，然后用意念将其中的一幅凸显出来，同时让另一幅从屏幕上消失。科学家们发现，只要志愿者将注意力集中在相应的图片上，他们就能做到这一点。这件事让志愿者们产生了浓厚的兴趣，他们很快便能娴熟控制屏幕上的图片了。一旦病人学会了娴熟地运用自己的神经细胞，他们接下来便可以控制屏幕上的光标了。

　　

　　科学家们相信，BCI技术将最终成为残障人士的好帮手。在未来，这些人不仅能利用BCI技术操作电脑，还能用它控制代步装置和仿生手臂。

　　

　　测谎

　　

　　现今的测谎仪测的是人的心跳、呼吸、血压等由心理状态引发的生理反应，由此推断被测者是否在说谎，但未来的测谎仪却可以直接测量人的思想，因为BCI技术会将测谎术带入一个全新的阶段。

　　BCI测谎要捕捉的是被测者代表谎言的大脑波形，这种波形被科学家命名为“P300”。美国西北大学的心理学教授皮特·罗森菲尔德发现，人们在一大串词语中听到自己的名字时会出现P300波形，人们在说谎时候也会出现P300波形，这为测谎提供了理想的指标。2010年8月，罗森菲尔德和他的同事将29名学生分成两组，他们让这两组学生模拟性地分别策划一次“度假”和一次“恐怖袭击”。然后，他们在学生们的头皮上贴上电极，同时让他们看一组在电脑屏幕上轮番显现的画片，如一些城市的图片等等。科学家们希望通过分析P300波形，从这些人中找到策划了袭击的“恐怖分子”以及他们欲袭击的目标、方式和行动的时间。这次测试获得了令人满意的结果，研究人员在完全不知道策划内容的情况下找出了12名“恐怖分子”中的10名，并识破了30项犯罪项目中的20项。

　　研究人员是如何做到的呢?奥妙就在于比较P300波形的强度，当一幅画片出现在被测试者的视线中时，电极也在记录他的P300波形。假若“恐怖分子”看到了与他们的计划相关联的东西，例如欲攻击城市的图片等，他们的P300波形就会很强，反之则会比较弱。分析这些波形和画片之问的联系，人们便不难从中找他们想要的东西。科学家们认为，这种测谎的准确率还可以进一步提高，因为学生们的“策划”只进行了30分钟，而真正的恐怖分子要袭击一个目标则有可能策划几天，几个星期，甚至是几个月，这必然会产生更强的P300波形。

　　BCI技术是一种正在发展的技术，除上述的“读心”、“助残”和“测谎”之外，它自然还有其他更多的用途。它将为人类的未来带来什么，人们正在拭目以待。

　　

　　【责任编辑】庞云