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

  • “粤车南下”入境香港市区正式实施

  • 国家大剧院举办建院18周年公众开放日艺术节

独家策划

推荐阅读
我国自主设计建造的全球首制甲醇双燃料动力智能超大型油轮“凯拓”轮22日在辽宁大连成功交付。
2025-12-23 09:54
中国科学院大连化学物理研究所副研究员方光宗、研究员潘秀莲团队在乙炔氢氯化制氯乙烯研究领域取得新进展。
2025-12-23 09:53
《自然》杂志网站12月18日刊发文章,展望了2026年值得关注的科学事件,涉及人工智能(AI)、基因编辑和太空探索等多个领域。中国计划于2026年发射嫦娥七号探测器,目标是在布满岩石与陨石坑、着陆难度极大的月球南极附近着陆。
2025-12-23 09:52
9月30日,中国科学院上海应用物理研究所原所长徐洪杰去世半个月后,一场以追思和战略研讨为主题的“务虚会”在研究所召开。
2025-12-23 09:47
种子是“农业芯片”。精准设计育种这盘大棋,在科技工作者手中,正下得风生水起。
2025-12-23 03:05
12月17日,《自然》发布2025年值得关注的七大暖心科学故事,从基因编辑的多项突破,到传染病的快速防控,再到政策层面的重大胜利,都让人们为这一年感到高兴。
2025-12-22 09:57
记者21日从中国科学院大连化学物理研究所获悉,该所研究员李先锋团队在溴基多电子转移液流电池新体系研究方面取得新进展。
2025-12-22 09:56
微波加热,是维持“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)上亿摄氏度高温的核心技术之一。
2025-12-22 09:52
12月19日,《科学》在线发表了这项由中国科学家领衔的重要研究成果。
2025-12-22 09:50
记者了解到,作为农业科技“国家队”,近年来,该院依托西部中心,组建了高品质棉花生产模式、作物生物安全与防控等16支创新团队,把百余项技术成果转化运用到新疆这片热土。
2025-12-22 02:45
由我国多家研发单位联合完成的两项降糖减重药物Ⅲ期临床研究成果,北京时间18日在线发表于国际科学顶级学术期刊《自然》(《Nature》)。
2025-12-19 09:51
一个国际团队12月17日发表于《自然》的研究显示,70岁以上人群中,近1/10患有阿尔茨海默病。
2025-12-19 09:51
近日,“大国重器”中国天眼(FAST)又传来好消息。截至2025年11月5日,它已发现脉冲星1170颗,远超同期其他望远镜发现总数。
2025-12-19 09:48
国家自然科学基金重大非共识项目日前正式启动试点,首批遴选出3项建议资助项目,支持科研人员在国际科技竞争“无人区”开辟研究方向。
2025-12-19 09:47
《物理世界》日前公布“2025年度十大科学突破”榜单,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心张广宇团队主导的“首例二维金属制备”成果成功入选。
2025-12-19 09:45
中国科学技术大学教授潘建伟、张强等组成的研究团队与济南量子技术研究院、中国科学院半导体研究所等单位合作,通过混合集成分布式反馈激光器与薄膜铌酸锂光子芯片,成功实现了电泵浦片上集成的高亮度偏振量子纠缠光源,向集成化量子信息处理迈出重要一步。
2025-12-18 10:02
肺鱼,一种可以“绝境求生”的神奇生物,部分种类能在缺水时躲入泥中使用肺呼吸,直到雨季才复苏。借助高精度CT扫描与三维重建技术,乔妥、崔心东与团队其他成员对云南古嵴鱼展开了细致的关键形态特征观察。
2025-12-18 10:00
气温下降容易影响呼吸系统和循环系统。
2025-12-18 09:59
在这些应用成果中,人工智能大模型赋予机器人“大脑”,具身智能赋予机器人“小脑”与“四肢”,让它们学会像人一样思考和行动。蒸汽机延伸了人类的体能,计算机延伸了人类的智能,具身智能意味着一个“人机共生”的新纪元——机器人不再是冷冰冰的机器,而是生产生活中的得力伙伴。
2025-12-18 09:50
其中,“泛在操作系统”“高性能制造”“深部固体资源流态化开采”“超级微创手术”4项体系化新名词,均为我国科学家率先提出。超级微创手术经由自然腔道、隧道、穿刺通道、多腔隙通道,构建起覆盖全器官系统的技术体系。
2025-12-18 09:49
加载更多