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

  • 第二十一届光博会在武汉开幕

  • 武夷山国家公园的守护者

独家策划

推荐阅读
“雪龙2”号极地科考破冰船18日抵达上海,这标志着中国第42次南极考察圆满结束。
2026-05-19 09:54
5月18日,中国第42次南极考察圆满结束。中山大学共有4名老师参与本次任务——大气科学学院教授韩博,遥感科学与技术学院副教授梁琦、叶玉芳、王绍银。
2026-05-19 09:53
“琅琊”海洋大模型现已在国家海洋环境预报中心部署测试运行,实现实景应用。这意味着,这个从青岛走出的AI模型,开始真正为国家海洋预报工作贡献力量。
2026-05-19 09:52
打破传统学科分立格局,发挥工科见长优势,以工程需求催生基础研究、以基础研究赋能工科升级。
2026-05-19 09:50
如今,人工智能正在深刻改变着各行各业。多所大学已将人工智能通识课纳入培养方案,面向全体学生开课
2026-05-19 09:49
在5月15日发表于《细胞》的一项研究中,科学家将从菠菜中提取的光合作用系统移植到小鼠眼中,它能够将光转化为携带能量的分子,从而有效抑制炎症。新加坡国立大学的生物纳米技术专家邢阔然(音)和同事开展的这项研究受到了海蛞蝓的启发,后者能够从藻类中窃取光合作用的机制。
2026-05-18 09:19
标志着奶山羊生物育种迈入世界前列。
2026-05-18 09:14
每一针疫苗、每一瓶点滴,在进入人体前,都必须跨过一道生命红线。
2026-05-18 05:15
利用场景化教学将教室小课堂延伸向社会大课堂,让思政教育“走新”更“走心”。
2026-05-18 05:15
近年来,在应对全球气候变化、保障粮食和重要农产品稳定安全供给基础上,我国积极推进农业农村减排固碳,系统构建气候韧性农业科技战略体系,
2026-05-18 04:05
“九章四号”被应用于高效求解高斯玻色采样任务,其计算速度相比当前全球最快的超级计算机快1054倍(即量子优势比为1054),成功建立了国际上最强的量子计算优越性。
2026-05-15 03:15
夏粮收购是全年粮食收购的首战,对于保护种粮农民利益、维护粮食市场平稳运行、保障粮食稳定安全供给具有重要意义。
2026-05-15 03:25
5月14日,我国首座海上移动式多功能措施平台“海洋石油283”(又称“增产一号”)从青岛西海岸新区启运
2026-05-15 03:25
5月14日11时,朱雀二号改进型遥五运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空,运载火箭全程飞行正常,二子级进入预定轨道,飞行试验任务取得圆满成功。
2026-05-15 03:15
自然资源部13日发布的最新找矿成果显示,西藏罗布莎矿区新增铬铁矿资源量73.83万吨,实现矿山深边部找矿突破。找矿团队还在西藏东巧地区首次评价沉积型铬铁矿,新增伴生铬铁矿矿石量114.63万吨,拓展了我国铬铁矿找矿空间。
2026-05-15 02:55
中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳、张强、刘乃乐等组成的研究团队联合国内多家科研单位,成功研制出1024个量子压缩态输入、8176模式的可编程量子计算原型机“九章四号”。
2026-05-14 09:49
当前,全球科技创新格局深度调整,科技成果转化已成为衡量国家创新体系效能的关键标尺。
2026-05-14 03:05
中国人对天宇的想象,自古便深沉而浪漫。在东华大学,科研人员将来自38万公里外的月球土壤化为一缕缕兼具柔性与强度的星际之丝。
2026-05-14 02:40
近日,中国科学院化学研究所研究员乔燕、王树团队联合国内外科学家,首次实现人工细胞的形态与功能不对称分裂,为理解类生命功能涌现和原始细胞形成提供了新路径。
2026-05-14 02:40
近日,国家网信办、国家发展改革委、工业和信息化部联合印发《智能体规范应用与创新发展实施意见》(以下简称《实施意见》),明确支持探索智能体在城市规划、建设与治理环节的规范应用,同时将智能体安全、可靠、可信作为产业发展的底线要求。
2026-05-14 02:25
加载更多