用意識控制機器的利與弊

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自從神經學家和工程師開始研究腦-機接口以來,人們就一直幻想著這項技術所能造就的古怪而奇幻的生活。只需腦子裏想一下想看的節目就能換電視頻道?雙手雙腳完全放鬆,只用意識就能開車?

理論上,無論類似小羅伯特·唐尼(Robert Downey Jnr)在電影《鋼鐵俠》裏穿的意識操控仿生衣,還是把我們大腦變成能夠操作房間裏所有設備的遙控器都在技術上都是可行的。但是,即便最先進的技術也無法消除把意識和機器連接在一起所引發的風險。

由意識力量控制的機器是否已經可以買到?

儘管目前已經出現了幾種號稱能夠用意識力量控制的消費玩具,但是沒有一種具備能讓你像電影裏《鋼鐵俠》控制戰衣那樣輕鬆自如的操控能力。除此之外,市場上還出現了幾種小玩意,比如能讓你玩電子遊戲的古怪骷髏頭盔,以及可用腦波控制吹風,讓圓球通過套環的風扇。這些消費產品的缺陷在於:它們是通過緊貼你頭皮的傳感器讀取你的腦電活動的,而你的顱骨則會顯著削弱來自大腦的電信號。

把傳感器植入大腦?

現代醫學已經為癱瘓或失去肢體的人們提供了重新站起來的可能。去年,在左腦內植入了一個小型傳感器後,一名癱瘓婦女獲得了用意識控制一個相當於藍牙鼠標的裝置「點擊」平板電腦屏幕的能力。約翰·霍普金斯大學醫學院的外科醫生在一位年輕人的運動皮層(作用在於控制上肢運動)內植入了128個電極傳感器,賦予了他控制一台仿生手上單個手指的能力。

Image caption 神經外科醫生傑弗裏·羅森菲爾德(Jeffrey Rosenfeld)將在「改變世界創想峰會」上做有關仿生眼的演講。(圖片來源: iStock)

在改變世界創想峰會上,莫納什大學神經外科醫生傑弗裏·羅森菲爾德(Jeffrey Rosenfeld)將討論他和他的同僚為了讓盲人重獲光明而開發的,與大腦直接連接的「仿生眼」。

仿生眼的基本原理為:來自眼鏡的光線直接進入植入大腦視覺皮層的傳感器。開發團隊稱,這種技術能讓85%的臨牀盲人重獲光明。由於採用了將信息直接輸送給大腦的方式,這種技術能夠幫助那些無法在視網膜上植入傳感器(另一種仿生眼)的盲人。這項技術的人體臨牀試驗將在2017年進行。

儘管人腦和植入傳感器之間接口正在不斷完善,但它仍然存在缺陷。為了凖確讀取大腦的電信號,外科醫生必須打開顱骨,將電極直接植入大腦的表面。這種外科手術明顯具有很大風險。另外,隨著時間的推移,電極周圍會增生疤痕組織,從而減弱了信號的強度。

另外還有一個更加先進、但只在綿羊身上測試過的方案:stentrode。Stentrode是由來自墨爾本大學、皇家墨爾本醫院和Florey神經科學及精神健康研究院的尼古拉斯·奧比(Nicholas Opie)等人研發的裝置。Stentrode的尺寸極小,可以埋設在人體血管內部。外科醫生將一個細小的彈性支架插入腹股溝位置的一根血管內,然後一直推移到大腦的運動控制中樞——運動皮層。Stentrode會停留在運動皮層的血管裏,全天不停頓地接收信號。

研究者們希望stentrode能夠最終和外骨骼進行「對話」,使四肢癱瘓的病人重獲運動能力。研究者計劃在2017年年底之前安排剛剛受傷不久、失去了下肢或四肢運動能力的年輕患者接受植入stentrode的試驗。

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有朝一日,stentrode甚至還有可能向大腦感覺皮層回饋信號。如果使用仿生臂的患者能夠「感覺」到他們正在接觸的物體,就將極大擴展治療範圍。「你要是想拿起一隻雞蛋,你肯定不希望用力去抓,因此,反饋機械手所收到的壓力信號十分重要,」該項目的電子工程師大衛·格雷登(David Grayden)說。

可用意識控制的設備會很快投入使用嗎?

如果人體試驗獲得成功,stentrode將在6年內上市。儘管植入支架的侵入性比顱腦手術要低,但仍然需要在大腦裏植入一個裝置。格雷登說,對於渴望重新站起來的癱瘓患者而言,外科手術的風險是值得冒的。但是,他不認為有朝一日人們會僅僅為了生活得更舒適而在體內植入電極。

在人體內植入裝置是一件危險的事情。這仍然是一種侵入式手術,你必須確保手術的收益大於風險,」他說。毫無疑問,未來肯定會出現更多更加精確、侵入水平更低的新治療方案。但是,人們穿著用意識控制的外骨骼匆匆忙忙飛奔去上班的一幕恐怕不會在短時間內出現。

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