很多科幻電影的愛好者一定很早就了解到“腦機(jī)接口”這種“黑科技”。
《阿凡達(dá)》中男主是來自地球的人類戰(zhàn)士，當(dāng)他進(jìn)入睡眠艙之后，科研人員通過計(jì)算機(jī)技術(shù)解讀男主的大腦信息，利用腦機(jī)接口技術(shù)將人類的意識轉(zhuǎn)移至這個克隆人中；在《黑客帝國》中，主人公尼奧可以通過脖頸上植入的電極，即時將武術(shù)技能下載到大腦中，僅僅幾秒鐘，他便成為了跆拳道大師，輕而易舉地打倒了追殺他的人；以上這樣的情節(jié)看似天方夜譚，但也許真的可能成為現(xiàn)實(shí)。
“腦機(jī)接口”這一話題在近年成為熱點(diǎn)。那到底什么是腦機(jī)接口呢？
腦機(jī)接口簡稱“BCI”，Brain Computer Interface，最早來源于 1973 年，美國加州大學(xué)維達(dá)爾教授發(fā)表在《生物物理學(xué)與生物工程年度評論》上的一篇論文，在這篇學(xué)術(shù)論文中首次創(chuàng)造了“BCI”這個術(shù)語，他認(rèn)為 BCI 是“大腦與外界直接進(jìn)行信息通訊的方式”并搭建了世界上第一個非植入式腦機(jī)接口系統(tǒng)。
腦機(jī)接口技術(shù)的實(shí)現(xiàn)共包括下述四個主要因素：信號采集、信號或數(shù)據(jù)處理、設(shè)備輸出以及操作協(xié)議；
① 信號采集是腦機(jī)接口系統(tǒng)所記錄的大腦信號或信息的輸入，將該信號進(jìn)行數(shù)字化以便分析。
② 信號 / 數(shù)據(jù)處理是指將原始信息轉(zhuǎn)換成有用的設(shè)備命令，包括特征提?。ù_定信號中有意義的變化）以及特征轉(zhuǎn)換（將信號變化轉(zhuǎn)換為設(shè)備命令）。
③ 設(shè)備輸出是由腦機(jī)接口系統(tǒng)管理的命令或控制功能，可以是簡單形式的基本文字處理和通信，也可以是更高級別的控制，例如駕駛輪椅或控制假肢。
④ 操作協(xié)議是指用戶控制系統(tǒng)如何運(yùn)行的方式，包括打開或關(guān)閉系統(tǒng)，提供何種反饋以及反饋的速度、系統(tǒng)執(zhí)行命令的速度，以及在各種設(shè)備輸出之間切換。
簡單的來說，“腦機(jī)接口”可以將大腦中的神經(jīng)元信號轉(zhuǎn)換為能夠在現(xiàn)實(shí)世界中移動物體的具有實(shí)際意義的指令，在醫(yī)療、軍事、神經(jīng)娛樂、認(rèn)知訓(xùn)練、神經(jīng)生物經(jīng)濟(jì)學(xué)等方面都有所應(yīng)用。
利用腦機(jī)接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)視覺的“人工眼球”，幫助盲人“看到”更復(fù)雜的信息，實(shí)現(xiàn)他們看清世界的夢想指日可待。
“人工耳蝸”是最早開發(fā)并成功應(yīng)用的腦機(jī)接口技術(shù)之一，可以為患有嚴(yán)重感音神經(jīng)性耳聾且傳統(tǒng)助聽器無效的人提供人工聽覺。
現(xiàn)代著名宇宙學(xué)家斯蒂芬?威廉?霍金（Stephen William Hawking）就安裝了一個類似腦機(jī)接口的設(shè)備。該設(shè)備就像一臺腦電圖傳感器一樣，能夠?qū)⒒艚鸬乃季S和計(jì)算機(jī)連接在一起，這樣一來，他就能保持自己同外部世界的聯(lián)系了。
《阿凡達(dá)》中所涉及到的“意念控制”就是基于腦機(jī)接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。2013 年 DAPRA 資助了一項(xiàng)名為“阿凡達(dá)”的科學(xué)研究項(xiàng)目，目的是在未來使士兵能夠通過“意念控制”遠(yuǎn)程操控“機(jī)甲戰(zhàn)士”，從而代替士兵完成各種戰(zhàn)斗任務(wù)。
通過腦機(jī)接口技術(shù)，航天員直接用思想來輸出操作指令，既省去了航天員移動手臂去完成操作花費(fèi)的大量時間，又減少了體力消耗和精神消耗。航天員只要“趟”在空中，就可以完成一系列運(yùn)動意圖的指令輸出，從而完成一系列的飛船隔空控制。
2016 年，我國天宮二號和神舟十一號載人航天飛船飛行過程中，兩位航天員完成人類歷史上首次太空腦機(jī)交互。這次測試意義重大，為我國載人航天工程的新一代醫(yī)學(xué)與人因保障提供了關(guān)鍵科學(xué)依據(jù)。
《攻殼機(jī)動隊(duì)》、《頭號玩家》等膾炙人口的科幻作品，給觀眾們創(chuàng)造了一個個神奇的科幻世界。
“元宇宙”是利用科技手段進(jìn)行鏈接與創(chuàng)造的，與現(xiàn)實(shí)世界映射與交互的虛擬世界，為人們提供了一種新鮮的、低成本的休閑娛樂體驗(yàn)。在元宇宙里，玩家的“五感”都可以得到實(shí)現(xiàn)。
終有一天，基于腦機(jī)接口的“元宇宙”，將不再只是一種想象、一種產(chǎn)品、一個空間，而是會成為一種新的“現(xiàn)實(shí)世界”。
腦機(jī)接口技術(shù)是中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃的重點(diǎn)發(fā)展的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。未來，腦機(jī)接口在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用主要可分為以下 3 個方面：
① 仿腦技術(shù)：武器的“智能”可能接近人類。
② 腦控技術(shù)：利用思想控制對抗武器將成為現(xiàn)實(shí)。
③ 控腦技術(shù)：讓敵人受制于己方意志。
雖然目前“腦機(jī)接口”還處于起步水平，但隨著科技發(fā)展，未來可能比科幻更科幻，也許“意念互聯(lián)”就在不遠(yuǎn)的明天。
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來源：《給青少年講腦科學(xué)》
作者：閆天翼
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