脑机控制接口

脑控真相--揭秘脑控原理

(2012-12-29 07:58:07)

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电子精神控制

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脑控原理

脑电波

杂谈

我们知道的脑控技术包括读脑技术和控脑技术两个方面。脑控的诞生得益于脑机接口的发展。所谓脑机接口是在人或动物脑（或者脑细胞的培养物）与外部设备间建立的直接连接通路。通过直接检测大脑中各类信号的变化，获得大脑的思维信息的。如通过脑电信号(EEG)检测技术获取神经系统的电活动变化，再对这些信号进行分类识别，分辨出引发脑电变化的动作意图,再用计算机把人的思维活动转变成命令信号驱动外部设备, 双向脑机接口则进一步的允许外部设备在大脑中重建大脑信号（如视觉、听觉、思维信号等) 。从而实现大脑与外部设备间的双向信息交换即向大脑写入思维和利用大脑操控外部设备。

信号获取

我们从大脑活动时所产生很多相关的信号和变化中可以提取出为脑机接口读脑所需的相关信息。目前为读脑技术提供所需信号的手段主要包括：脑电信号、脑磁扫描、近红外光谱、功能磁回声成像、脑皮层电图、光子断层摄影。

以上为脑机接口提供相关的研究信号中，研究者似乎青睐于脑电信号的获取。

我们大脑的活动产生的变化的脑电信号（变化的电场产生变化的磁场）以及连同人体和周围的磁场构成了产生电磁波（脑电波）的基本条件。我们总能听到网络枪手抛出的关于脑波的频率低而无法发射因而无法进行读脑的论调，他们总以此作为攻击和掩盖脑控真实存在的一张手中的王牌。然而我想生命探测仪在探测同属于低频的心电方面的成功足以彻底粉碎他们的这一论断和阴谋。尽管颅骨具有对脑电信号的衰减作用和对神经元发出的电磁波的分散和模糊效应。但不管怎样，这一切都可以用电极来解决。研究者通常是采用向脑部植入电极的方法来获得清晰的脑电信号的。电极将神经信号扩大并转化为无线信号，当大脑内的无线电信号向外发送时，被及时接收并传送电生理学记录系统记录系统将信号进行数字化转换并分类。分类后的数据被输入一个神经信号解码器中进行解码。然后显示解码后的结果。美国Duke大学实验室，在猴子脑中植入电极并提取了大脑皮层区域的神经信号，通过分析其动作指令成功地控制机械手运动。

电极是由晶体做成的，比如金属（铜）还有硅晶体。美国伊利诺伊大学厄巴纳－尚佩恩分校、宾夕法尼亚大学、塔夫茨大学等多家机构参与了新型电极的研究。研究人员在超薄塑料层上铺上丝质基材，随后安置数十根金属电极。丝质基材具有水溶性和生物兼容性，植入脑部后可溶解，电极随即贴合脑部轮廓，自然固定。

电极（芯片）还有一个类似于收音机天线的功能，即接收来自空中的电磁波然后形成电信

号。将电极（芯片）植入大脑中，随着大脑神经的生长，神经突与电极（芯片）连接并形成耦合通路。从而接收了来自脑控者发射的电磁波并转化为脑电信号然后传递给了大脑。大脑是通过翻译各种脑电信号来工作的，比如我们看到的图像和听到的声音是由眼睛和耳朵将视频和声音转换成视觉信号和听觉信号然后传递给我们的大脑进行处理得以实现的。

2006年美国生物学家吉尔˙阿特马（Jelle Atema）完成了一项向一条角鲨脑中植入一个电子元件，以影响鲨鱼的行为的实验。当吉尔˙阿特马操纵遥控器时，鲨鱼大脑中通常处理右鼻孔嗅觉信息的区域就会受到嗅觉信号电流刺激，鲨鱼仿佛闻到了某种根本不存在的气味就像真的闻到右边有诱人的食物一样，其大脑灰质细胞开始运作，并向自己发出吃饭的指令。于是鲨鱼便真的向右边游去。但吉尔˙阿特马也指出目前自己还不能完全控制鲨鱼的大脑，只能控制鲨鱼的左右转。

目前电极作为一种无线电发射装置可谓工艺精湛，一些米粒大小的电极可以很容易的植入皮肤下面。随着科技发展，尤其是纳米技术的发展，传感器可以做成纳米电极。通过血液注射可将纳米电极送达人的大脑。值得一提的是像治疗癫痫之类疾病所用的医疗纳米电极已经非常普遍了。但是令人担忧的一幕是，不法分子很容易将它弄到手，并利用它去达成他们的不良居心和企图。

随着脑控接收设备的发展，读脑或不需要向脑内植入电极（芯片）也能收到清晰的脑电信号。生命探测仪对低频心电的接收就是一个很好的例子。但在更高领域的探索里，生物芯片（如神经芯片）承担着重要角色拥有着广阔的前景。

脑控技术其实离我们并不远，像市面上已经出现了脑控轮椅、脑控游戏、脑控打字等等。甚至还出现脑控机器人，国际高级通讯研究协会（ATR）和日本本田研究所合作开发出了一种新的脑机交互手段。成功的实现了脑部活动的解码并通过解码结果控制机器人。据了解这项基于MRI的神经解码的研究可以让机器手模仿人的手指动作（石头-剪子-布）。虽然目前机器人模仿人手动作会有七秒的延迟，目前已经实现了85%的正确率。

脑控读脑技术所具备成熟条件及事实依据、脑机接口的成果

提取大脑图像

科学家通过分析大脑的各类信号的变化来重建所看到的图像。1999年，哈佛大学的Garrett Stanley对猫的视觉信号进行了解码。通过解码猫的丘脑外侧膝状体内的神经元放电信息来进行重建视觉图像。他们记录了177个神经元的脉冲列，使用滤波的方法重建了向猫播放的八段视频，从重建的结果中可以看到可辨认的物体和场景

日本ATR神经计算实验室的研究人员也曾宣布了，他们所成功研发出新的脑分析技术，该项技术能重建人脑中的图像并将其显示在电脑的显示器上。研究人员称，该技术的进一步发展，会看到人们在睡觉时的梦中的景象。大脑思维翻译器

据美国媒体报道，美国科学家研制出大脑思维翻译器，一种可实时翻译大脑信号的“大脑机器界面”模型及语言合成流程技术，置入大脑内部的装置以无线的方式向外传送大脑信号，外部的语言合成器可以实时接收大脑信号并将其翻译成人类语言。该技术已经在一位闭锁综合症患者身上取得实验成功。利用这项实时翻译大脑信号的技术，“思想变语言”的过程仅仅需要50毫秒，这与神经正常的人用语言表达自己的思想时反应时间相持平。

这一研究成果实现了在人类大脑中置入无线装置并通过大脑意识对外部的语音设备进行实时的控制。这对于那些因为神经受损而失去控制能力的人来说是一种福音。

该项研究由美国波士顿大学科学家弗兰克·古恩特尔领导实施，波士顿大学感知与神经系统系、健康与复原科学学院、哈佛-麻省理工学院卫生科学与技术部的科学家们共同参与了这项研究。这项研究成果将发表于美国《公共科学图书馆·综合》杂志上。

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