脑电波:让你拥有读心术、意念控制术?
《X战警》中的X教授具有多项超能力,如无需肢体接触就能读取别人的思想,即“读心术”;在一定半径范围内,在人脑中制造幻想,即“思想传输”;借助脑波强化机,控制任何大脑,即“摄心术”。目前脑科学家和人工智能专家已经将X教授的前两项超能力变成了现实,虽然效果上差了许多,但意义重大。这些主要是通过脑电波实现的,具体怎么做的呢,让我们从头说起。
人类主要靠语言交流思想,这比动植物间的交流高级得多、有效率得多。文字则是另一大发明,它让人类可以把思想传递下去。但二者有一个共同的缺点:信息传送时往往牺牲了准确度。为了便于交流,非洲一些部落迄今仍广泛使用鼓语。这种通过信息冗余来修正信息准确度的法子很管用。
通过脑电波,就能读心。人类大脑是带电的!
想象一下,你看见霞光、听见狮吼、闻见茉莉花香、用手指抚摸恋人的额头,这些动作要想在大脑产生“知觉”,必须先转变成电信号,然后电光火花沿着长长的神经纤维,一路传递到神经中枢。最早发现脑电活动的,是英国利物浦皇家医院一个叫Caton的年轻人。那是1875年,大清光绪元年,他在黑猩猩和和狗的大脑上都记录到了“电火花运动”。小伙子很兴奋,写了一篇名为《脑灰质电现象之研究》的论文,但可惜没人理睬他。
直到半个多世纪后,1929年,德国人Berger才真正记录到人类的脑电波,并制作了第一张人脑脑电图。
采集脑电波很简单,在头皮上放一个金属电极,可以再加一个放大器,也可以把微电极植入到颅骨内部,目前市面上的商用采集器已经做得很小巧且美观。但问题是信息噪声太严重了!人类大脑有大约860亿个神经元,可想而知它们活动时对外发射的脑电波该有多嘈杂。而且,脑电波引起的电压变化是微伏数量级的,非常容易受干扰,特别是入门级的商用感应器,头发长了不行,粉底涂厚了也不行,手机不小心从旁边晃一下也不行……
第一个方面的应用很难,主要是脑电波很难“破解”,假如它真存在某种算法的话。所以,目前对脑电波的解码,基本上类似于一种匹配法。2010年,美国犹他大学的团队往实验者颅骨下植入了16个微小电极,然后让他重复阅读10个单词,分别把对应的脑电波记下来,然后找出每个单词对应的脑电波。
等匹配工作完成后,研究人员面对某个单一信号,就可以猜出来实验者想的是什么单词了,准确率在76-90%之间,但当同时面对10个脑信号时,准确率一下骤降到了28%左右。
第二个方面,即意念控制上的应用相对简单,实验室和VR/AR市场上的产品都非常多。2007年,美国罗德岛布朗大学的团队,给高位截瘫的患者大脑内植入了一块电子芯片。经过刻苦训练后,患者的思想可以破解成数字信号,后者可向设备发出指令。最终,患者可轻松用意念收发邮件、玩游戏、给电视机换台等等。