用意识控制机器的利与弊

Image caption (图片来源: iStock)

自从神经学家和工程师开始研究脑-机接口以来,人们就一直幻想着这项技术所能造就的古怪而奇幻的生活。只需脑子里想一下想看的节目就能换电视频道?双手双脚完全放松,只用意识就能开车?

理论上,无论类似小罗伯特·唐尼(Robert Downey Jnr)在电影《钢铁侠》里穿的意识操控仿生衣,还是把我们大脑变成能够操作房间里所有设备的遥控器都在技术上都是可行的。但是,即便最先进的技术也无法消除把意识和机器连接在一起所引发的风险。

由意识力量控制的机器是否已经可以买到?

尽管目前已经出现了几种号称能够用意识力量控制的消费玩具,但是没有一种具备能让你像电影里《钢铁侠》控制战衣那样轻松自如的操控能力。除此之外,市场上还出现了几种小玩意,比如能让你玩电子游戏的古怪骷髅头盔,以及可用脑波控制吹风,让圆球通过套环的风扇。这些消费产品的缺陷在于:它们是通过紧贴你头皮的传感器读取你的脑电活动的,而你的颅骨则会显著削弱来自大脑的电信号。

把传感器植入大脑?

现代医学已经为瘫痪或失去肢体的人们提供了重新站起来的可能。去年,在左脑内植入了一个小型传感器后,一名瘫痪妇女获得了用意识控制一个相当于蓝牙鼠标的装置“点击”平板电脑屏幕的能力。约翰·霍普金斯大学医学院的外科医生在一位年轻人的运动皮层(作用在于控制上肢运动)内植入了128个电极传感器,赋予了他控制一台仿生手上单个手指的能力。

Image caption 神经外科医生杰弗里·罗森菲尔德(Jeffrey Rosenfeld)将在“改变世界创想峰会”上做有关仿生眼的演讲。(图片来源: iStock)

在改变世界创想峰会上,莫纳什大学神经外科医生杰弗里·罗森菲尔德(Jeffrey Rosenfeld)将讨论他和他的同僚为了让盲人重获光明而开发的,与大脑直接连接的“仿生眼”。

仿生眼的基本原理为:来自眼镜的光线直接进入植入大脑视觉皮层的传感器。开发团队称,这种技术能让85%的临床盲人重获光明。由于采用了将信息直接输送给大脑的方式,这种技术能够帮助那些无法在视网膜上植入传感器(另一种仿生眼)的盲人。这项技术的人体临床试验将在2017年进行。

尽管人脑和植入传感器之间接口正在不断完善,但它仍然存在缺陷。为了准确读取大脑的电信号,外科医生必须打开颅骨,将电极直接植入大脑的表面。这种外科手术明显具有很大风险。另外,随着时间的推移,电极周围会增生疤痕组织,从而减弱了信号的强度。

另外还有一个更加先进、但只在绵羊身上测试过的方案:stentrode。Stentrode是由来自墨尔本大学、皇家墨尔本医院和Florey神经科学及精神健康研究院的尼古拉斯·奥比(Nicholas Opie)等人研发的装置。Stentrode的尺寸极小,可以埋设在人体血管内部。外科医生将一个细小的弹性支架插入腹股沟位置的一根血管内,然后一直推移到大脑的运动控制中枢——运动皮层。Stentrode会停留在运动皮层的血管里,全天不停顿地接收信号。

研究者们希望stentrode能够最终和外骨骼进行“对话”,使四肢瘫痪的病人重获运动能力。研究者计划在2017年年底之前安排刚刚受伤不久、失去了下肢或四肢运动能力的年轻患者接受植入stentrode的试验。

Image caption (图片来源: Think Stock)

有朝一日,stentrode甚至还有可能向大脑感觉皮层回馈信号。如果使用仿生臂的患者能够“感觉”到他们正在接触的物体,就将极大扩展治疗范围。“你要是想拿起一只鸡蛋,你肯定不希望用力去抓,因此,反馈机械手所收到的压力信号十分重要,”该项目的电子工程师大卫·格雷登(David Grayden)说。

可用意识控制的设备会很快投入使用吗?

如果人体试验获得成功,stentrode将在6年内上市。尽管植入支架的侵入性比颅脑手术要低,但仍然需要在大脑里植入一个装置。格雷登说,对于渴望重新站起来的瘫痪患者而言,外科手术的风险是值得冒的。但是,他不认为有朝一日人们会仅仅为了生活得更舒适而在体内植入电极。

在人体内植入装置是一件危险的事情。这仍然是一种侵入式手术,你必须确保手术的收益大于风险,”他说。毫无疑问,未来肯定会出现更多更加精确、侵入水平更低的新治疗方案。但是,人们穿着用意识控制的外骨骼匆匆忙忙飞奔去上班的一幕恐怕不会在短时间内出现。

请访问 BBC Future 阅读 英文原文

更多有关此项报道的内容