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  近日,一条科学新闻引发了很多人的关注:香港中文大学成功研制出将脑电波转换成繁体中文的“脑-机接口”系统。据介绍,该系统可令严重瘫痪的病人重拾表达能力。“机器能读出人脑想什么? ”这一消息随即引起了人们的巨大兴趣,伴随而来的是各种猜测、议论和疑问:如此神奇,那岂非是“读心术”?是不是将来人想什么这个机器都能知道?未来警察审讯是不是也不用再费脑筋了,把这个东西往嫌疑人脑袋上一放就大功告成了?

  概念

  什么是脑-机接口?大脑想什么机器能读出来

  用机器读取人脑中的想法并成功转换成文字,这是科幻电影中常有的情节。如果真的如此,每个人的内心世界岂不是完全“裸奔”了吗?这听起来似乎有点恐怖。事实究竟如何呢?

  来自香港中文大学方面的解释是:将脑电波转化成繁体中文的步骤是:人只要戴上有16个接触面的无线脑电波接收器,面向计算机屏幕上的中文笔画输入接口,想着自己要写的笔画,接收器便能接收到指令,将中文字逐笔写出来。

  如此看来,目前用这种机器“解读”复杂的人脑思维似乎还有很长的路要走。

  原理

  屏幕上笔画和所想的“碰面”时大脑会产生独特信号

  香港大学精神医学系博士姚乃琳在接受本报记者采访时,解释了“脑-机接口”系统的工作原理。“大脑有数以亿计的脑细胞,它们互相连接,人们在想事或受到外界刺激时,脑细胞都会有不同的放电活动,叫做‘事件相关电位’。有一种独特的‘事件相关电位’叫做‘P300信号’,当人们看到或听到自己熟悉的东西时,大脑就会不由自主地产生这种‘P300信号’,从而可以被仪器捕捉到。 ”

  姚乃琳介绍说,具体操作的方法是,给参与者戴上记录脑电波图的“小帽子”,帽子上分布着的电极可以记录参与者的脑电波频谱。首先让参与者心里想着要写的笔画,然后电脑屏幕上会显示出一个阵列,例如5行7列,单元格中是所有不同的笔画。电脑会逐行闪动,从第一行到第五行,再逐列闪动,从第一列到第七列,当闪到包含着候选笔画的那一行和那一列的交叉点时,参与者的大脑会自动出现P300信号,于是,电脑程序只需要选出那一行和那一列交点上的笔画就行了。

  因此,从目前的技术上来看,这种机器并没有办法“一步到位”地“读出”人脑中的各种稀奇古怪的想法。

  应用

  写一个词要三到五分钟准确度七到八成

  据姚乃琳透露,其实,这一技术从上世纪80年代末就已经开始出现了,20多年的发展已经相对比较成熟了。脑电波记录仪便于携带,价格低廉,且由于P300信号是自动产生的,使用者不需要学习便能掌握使用方法,因此香港中文大学才能将这一技术广泛推广使用。

  而记者在网上搜索发现,早在3年多前,清华大学一个研究团队就已经成功将脑电波转化成简体中文。他们使用的是“拼音输入法”,在使用的“脑电波侦测捕捉技术”上与香港同行类似。2010年,“首届中国脑-机接口比赛”在清华大学举办,用脑电波“控制开关”、“输入字符”、“控制自动车”成为比赛项目。

  不过有业内人士指出,目前,“脑-机接口”设备读取脑电波并不稳定,因为影响人脑电波的因素很多,比如情绪、周围环境的噪音等,准确度最高有七至八成。而且根据介绍,这种“打字”速度除了与“脑-机接口”系统的传输快慢有关外,主要是和“输入法”的功能有关,比如“词组联想”功能,输入“人”,就能跳出“类”、“们”等字供选。目前,类似于“你好”等简单的词语,由接收、识别到翻译过程完成需要3~5分钟。

  清华大学生物医学工程系教授高小榕则表示,人若想要真正用好这台设备,需要一定的“训练”。

  未来发展

  快速读心术能实现吗?还需要一定时间

  之前我们也提到,根据香港中文大学的这项研究,目前要“写”出一个字,需要人在大脑里“横、竖、撇、捺、钩”地一笔一画地想好,就好像用笔写字一样,慢慢地把要表达的东西一一选择出来——也就是说暂时还无法“读出”复杂的人脑思维。那么随着技术的不断发展,想到字或者词句就直接而迅速地表现在客观媒介上是否能够实现呢?“科技发展十分迅速,相信未来通过直接想字词就能表现在电脑上也是非常可能会实现的。不过短期来看,字词的复杂性远高于笔画和字母的选择。 ”姚乃琳举例说,字母有26个,笔画也只有二三十个,从20多个选项中选出一个并不难,而常用汉字有几千个,如果使用上述的P300技术,可想而知是很费时且不现实的。

  姚乃琳介绍说,眼下,还有一种技术叫做“功能性核磁成像(fMRI)”,这种技术是通过记录人脑血氧变化来推测思维活动。“这一技术记录到的大脑活动更多更具体,现在已经可以用于重现人眼看到的图像。然而由于对于相同的信息,例如‘杯子’这个词,每个人储存的方式和区域会有细微的差别,因此想到这个词时,每个人大脑激活的方式也是千差万别的。使用fMRI技术即时读取大脑信息需要使用者长达数小时的准备活动,才能得到模糊的、近似的图像信息重现,而字词的语义信息则可能更难重现;此外,核磁共振机器十分庞大,无法携带,种种原因限制了这一技术的推广使用。 ”

  特殊应用

  在测谎上准确率非常高

  虽然技术上困难重重,但这个“脑-机接口”设备一经公布,就引起了很多人的兴趣。有人猜想,如果这种技术发展下去,那么,未来审讯犯人也不需要靠测谎仪了,只要用这个机器,犯人想什么就可以统统表达出来……这种想法现实吗?

  姚乃琳表示,P300技术可以被用于测谎。“以往的测谎技术是通过测试人的心跳、呼吸频率、皮肤电阻等生理指标来推测受试者是不是紧张,从而判断有没有说谎。”姚乃琳指出,但上述方法容易受个体差异等因素的影响,准确率并不是很高。而正如前面所提到的,P300信号是自动产生,不受控制的,只要人们看到熟悉的东西,就会产生P300信号。因此,如果给犯罪嫌疑人展示犯罪现场的图片和其他无关的图片,P300信号可以帮助人们分辨嫌疑人是否曾到过犯罪现场。“在2010年时,美国西北大学的研究者就用P300技术做了模拟犯罪现场的测试,正确分辨率高达100%。而这一技术在司法程序上的正式应用,相信也不会太远。 ”

  连线专家

  姚乃琳香港大学精神医学系博士

  名词解释【脑机接口】

  (brain-computer interface,BCI),有时也称作direct neural interface或者brain-machine interface,它是在人或动物脑(或者脑细胞的培养物)与外部设备间建立的直接连接通路。在单向脑机接口的情况下,计算机或者接收脑传来的命令,或者发送信号到脑(例如视频重建),但不能同时发送和接收信号。而双向脑机接口允许脑和外部设备间的双向信息交换。

  来源:北国网-半岛晨报