点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:脑机接口正“接入”现实
首页> 光明科普云> 焦点新闻 > 正文

脑机接口正“接入”现实

来源:科技日报2023-11-20 09:51

  安使用脑机接口将大脑信号转化为虚拟人物的语言和动作。图片来源:《自然》网站

  利物浦足球俱乐部球员在训练期间检测大脑电活动。图片来源:《自然》网站

  【科技创新世界潮】

  ◎记者 张佳欣

  在美国加州旧金山的一个实验室里,一位名叫安的来自加拿大的47岁女士坐在一个大屏幕前。屏幕上有一个看起来很像她的头像。当安想要说话时,这一“数字化身”会为她发声,而且使用的是她本人的声音。2005年,一次毁灭性的中风让安几乎完全瘫痪,此后失语18年。现在,借助脑机接口(BCI),安终于能开口“说话”了。

  2022年,加州大学神经外科医生爱德华·张在安的大脑表面与说话相关的区域放置了253个电极。当安试图说话时,脑机接口便会拦截大脑信号,将其转化为单词、语音。该系统能以每分钟78个单词的速度将语音转换为文本,虽不及常规语音平均每分钟150个单词的速度,但相较之前的BCI技术已有很大进步。

  这项研究发表在今年稍早时间的《自然》杂志上,是2023年多项激发人们对植入式BCI兴趣的研究之一。同时,该领域的其他公司也在取得长足进步。例如,由企业家埃隆·马斯克创立的神经技术公司Neuralink招募瘫痪患者参与其植入式BCI的首批试验。

  两种脑读取技术

  所有的脑读取技术,无论是植入式还是非植入式,都基于相同的基本原理:它们记录与语音或注意力等功能相关的神经活动,“翻译”该活动的含义,并使用它来控制外部设备,或者只是将其作为信息提供给用户。

  植入式BCI比非植入式能记录更多信息丰富的大脑信号。大多数非植入式BCI是在头皮上放置电极,使用“脑电图”(EEG)方法检测穿过头骨的微小电场,这些电场反映出海量分布在大脑区域上的数百万神经元的平均放电情况。

  发展中的植入式技术

  许多公司都在开发植入式BCI并将其商业化。

  黑岩神经科技、ParadRomics和Neuralink公司已开发出可穿透大脑皮层,并记录单个神经元信息的电极系统。这几家公司的接口是由数百个坚硬笔直的电极组成的网格,单个人体内可植入多个阵列。

  到目前为止,Neuralink公司的植入装置由多条长而灵活的聚合物线组成。这些电极包含许多记录位点,比刚性电极阵列植入皮层更深。

  相反,Synchron和精密神经科学公司研究的是放置于大脑表面的电极。Synchron的BCI装置只包含16个电极,与追求更大带宽的趋势相悖,其植入不需要神经外科手术,但低带宽导致该装置无法解码人的思想。

  非植入式装置聚焦消费者

  非植入式消费级头戴设备的开发商面临着一系列不同的障碍。《自然》网站指出,EEG存在的局限是无法解码使用者的想法,它更善于指示一个人的总体心理状态。

  有几家公司研发了头带、耳机等脑电传感产品。这些产品可推动用户进入更深层次的冥想状态,或者帮助人们进入更专注、更有效率的状态。2022年,英国利物浦足球俱乐部宣布,德国神经科技公司Neuro11的产品能帮助球员在压力大的情况下保持冷静专注。

  一些产品旨在直接操纵脑电波,希望改变用户的精神状态。英国Neudio初创公司使用一种算法记录用户的EEG,并实时生成合成音乐,旨在引导大脑活动,使人放松或集中注意力。其他公司也在使用类似的方法来改善睡眠质量。

  与此同时,元宇宙平台公司和苹果公司已推出了包含眼动追踪技术在内的头戴式设备。今年7月,苹果获得了一项专利,可将脑电传感器集成到AirPods耳机中。

  伦理和法律问题不容忽视

  随着读脑神经技术的加速发展,伦理学家和监管机构越来越多地质疑这些设备会带来的独特风险。

  美国哥伦比亚大学神经科学家拉斐尔·尤斯特称,大脑是产生人类思想的器官,是身体的一部分,它应该是人类身份的庇护所。

  《自然》网站指出,植入式医疗技术可能会产生伦理问题。例如,考虑到人工智能软件有助于将用户的大脑活动转化为决策,因此存在有关用户的权力和责任问题。关于非植入式设备,消费设备记录的脑电信号的质量仍然存在疑问。这些技术可能不仅仅意味着增强个人计算体验的新方法,同时提出了一个问题,即一个人的大脑数据,甚至是精神隐私,是否会被商业化。

  目前,智利是世界上唯一立法保护神经权利的国家。此外,巴西、墨西哥、西班牙和澳大利亚政府正在讨论如何制定神经技术相关立法。

 

[ 责编:李欣哲 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 广西贺州“空心村”变身文旅打卡地

  • 山东临沂:民众畅游曹洼大集

独家策划

推荐阅读
一些不法商家钻监管漏洞,推出所谓“智驾神器”规避车辆安全监控,不仅严重威胁道路交通安全,更触碰了法律红线,扰乱了新能源汽车产业的健康发展秩序。
2025-12-09 10:11
一项新研究揭示了这些天体表面下可能发生的活动,为了解其多样地质特征的形成机制提供了线索。相关研究成果近日发表于《自然-天文学》。
2025-12-09 10:02
实验结果显示,将化合物注射给抑郁模型小鼠后,仅1小时便可观察到显著的抗抑郁效果,且无明显副作用。
2025-12-09 10:01
北京大学生命科学学院罗述金课题组与合作团队,通过古DNA研究发现,家猫直至唐代前后才通过丝绸之路商旅传入中国。
2025-12-09 09:58
7日,中国安全生产科学研究院与国家管网集团,在新疆哈密的国家管网集团管道断裂控制试验场,成功完成了我国首次全尺寸高压纯氢管道喷射火系列试验。
2025-12-09 09:57
基于这样的研究背景,柴秀娟团队近日研发出一种数字孪生驱动的智能温室采摘系统,能有效解决现代温室番茄生产密植环境下,机器人采摘效率低、易损伤植株的问题。团队成员郎一宁介绍:“首先,机器人搭载的滑轨式深度相机会沿温室逐行扫描,采集高精度的RGB-D数据。
2025-12-08 09:54
记者从国家数据局获悉,截至9月底,我国已建成高质量数据集总量超500PB(拍字节,计算机存储容量单位);7个数据标注基地引进和培育标注企业362家,标注从业人员达8.5万人,带动数据标注相关产值163亿元。
2025-12-08 09:53
“梦想”号大洋钻探船的母港在广州海洋地质调查局科考码头,出海执行作业任务时需要通过深中大桥。多年来,我们与150余家参研参建单位团结协作、集智创新,攻克了一个个技术难题,建成了这艘具有我国完全自主知识产权、全球领先的大洋钻探船。
2025-12-08 09:52
空中的昆虫堪称地球上最灵活的生物,能精准完成急转弯、急刹车和空中翻转。美国内华达大学里诺分校的航空航天工程师Hoang-Vu Phan指出,这款新设备标志着“微型机器人性能的巨大飞跃”。
2025-12-08 09:51
近日,中国科学院西安光学精密机械研究所超快光科学与技术全国重点实验室研究员姚保利团队在定量相位成像领域取得进展,提出了正交偏振复用剪切干涉技术,并研发出集成化定量相位相机Q-camera。
2025-12-08 09:50
这次经历让我开了窍:一个顶尖的技术工人,不能只满足于执行标准,更要具备在标准之外创造解决方案的能力。我带徒弟,始终坚持“手把手教技能,实打实查问题,面对面讲后果”。
2025-12-05 10:15
由此,研究团队模仿亚洲玉米螟幼虫头壳的结构特点,在实验室中成功“复刻”出具有类似仿生层状结构的水凝胶。为验证实际效果,研究团队将这种水凝胶安装在农业害虫侦查无人机的防撞支架上,并在模拟果园环境的复杂通道中进行测试。
2025-12-05 10:16
“十四五”时期,我国批准上市创新药达210个。为保证药品安全有效,药监部门对新药研发、生产、上市作出一系列严格规定,强化研发生产各环节质量管理。
2025-12-05 10:22
据中国载人航天工程办公室消息,根据计划安排,神舟二十一号航天员乘组将于近日择机实施第一次出舱活动。目前,空间站组合体运行稳定,神舟二十一号航天员乘组状态良好,已做好出舱活动各项准备工作。
2025-12-05 10:17
大国工匠的成长是一个长期、连续、贯通的过程,职业教育要为学生构建可持续发展的成长通道。在新时代的征程中,职业教育应不断探索符合技术技能人才成长规律的教学模式,为培养更多大国工匠、能工巧匠作出更多贡献。
2025-12-05 10:15
12月1日至4日,第十三届世界科学记者大会在南非比勒陀利亚举行。
2025-12-05 10:48
为何CCER可以抵消碳排放?这里不得不提到中国的碳市场。在这样一个市场里,碳减排量可以像日常商品一样被交易。
2025-12-04 10:13
近日,中国科学院院士、中国科学院分子植物科学卓越创新中心(以下简称分子植物卓越中心)研究员林鸿宣团队与上海交通大学研究员林尤舜团队、广州国家实验室研究员李亦学团队合作,种出了“不怕热”的水稻。
2025-12-04 10:03
科学家发现了一种可以在63摄氏度下存活的单细胞变形虫,创造了真核生物的耐热纪录。拉森火山国家公园以冒泡的酸性湖泊和炽热的地热池而闻名,但该变形虫却来自一条pH中性的“热溪流”。
2025-12-04 10:04
根据我国风电光伏基地规划布局方案,至2030年,这些新能源基地总装机规模将达4.55亿千瓦,大约相当于20个三峡水电站的总装机容量——“沙戈荒”生态环境脆弱,一旦遭到破坏,恢复难度大,大规模建设光伏风电发电基地可能会影响当地的植被、土壤和水资源等。
2025-12-04 10:01
加载更多