在科技的高速發展下,腦機接口技術正悄然改變着我們的生活。想象一下,失語症患者通過技術能夠再次表達自己的思想,癱瘓者能夠重新行走,甚至讓人類獲得所謂的 “超能力”。這一切,聽起來就像科幻電影裏的情節,但現在正在變成現實。

在一次直播中,馬斯克豪言,腦機接口的終極目標不僅是幫助殘障人士恢復失去的功能,更是要爲人類帶來超能力。2016年,名叫 Arbaugh 的男子因意外導致頸部以下癱瘓,今年他成了首位植入馬斯克創辦的 Neuralink 公司的芯片的幸運兒。從那一刻起,他便開始利用自己的思想來操控手機和電腦,玩遊戲、上網、下棋,彷彿爲自己的生活插上了翅膀。

未來 科幻 腦機接口

圖源備註:圖片由AI生成,圖片授權服務商Midjourney

Neuralink 並非唯一一家探索腦機接口的公司,越來越的研究正在幫助那些因脊髓損傷、中風或運動疾病而癱瘓的人們逐步恢復能力。斯坦福大學的神經外科醫生 aimie Henderson 表示,手術的成功令許多研究人員感到驚訝,彷彿踏上了一條充滿希望的新旅程。

但未來的路究竟如何,仍然有許多未知。馬斯克最近還考慮研發一種仿生植入物,試圖讓人類在某種程度上與超級人工智能進行競爭。紐約哥倫比亞大學的 Rafael Yuste 表示,未來或許能操縱人類的感知、記憶、行爲甚至身份。

腦機接口的基本原理是利用金屬盤、電線或電極來檢測神經元發出的電信號。這些設備可以植入大腦或放置在頭皮上,然後將信息發送到計算機進行處理,從而轉化爲指令。幾十年來,科學家們一直在探索這一技術。早在1998年,他們就將第一個腦機接口植入一位因中風幾乎全身癱瘓的建築工人 Johnny Ray 的大腦。Ray 通過想象手部動作來控制光標,儘管當時的設備功能和可靠性相對較低,但這已經腦機接口的研究打開了大門。

早期的設備由於技術限制,往往需要長時間調試,且每分鐘只能選擇幾個字符,錯誤率高得讓人抓狂。因爲人腦中有數十億個錯綜複雜的神經元,單靠少量電極無法捕捉到足夠的信息。爲了破解這一難題,研究人員開始尋求更先進的技術,尤其是由猶他大學 Richard Normann 發明的 “猶他陣列”,它可以同時捕捉多個神經元的信號。

這種 “猶他陣列” 是一個4毫米見方的芯片,上面佈滿約100個微電極,能夠深入大腦外層。研究者們藉助這個陣列追蹤單個神經元的放電,記錄大約100個神經元的數據,從而觀察到神經元羣體的活動,幫助恢復諸如運動和語言等功能。

隨着研究的不斷深入,2004年,BCI 聯盟 BrainGate 的研究人員將猶他陣列成功植入癱瘓患者體內,推動了這一領域的發展許多志願者接受了手術,利用意念引導光標,打開電子郵件,操控電視,甚至喝水。令人驚歎的是,癱瘓者還能通過 “心靈感應” 控制機械臂。

技術的進步讓研究者們更快地解碼腦部信號,創造了用腦機接口打字的新紀錄。2021年,Dennis DeGray 通過猶他陣列達到了每分鐘90個字符的打字速度。他通過想象在紙上書寫來發送信號,人工智能隨後解碼這些信號並轉換成文字。此外,研究人員還發現,通過機接口,癱瘓患者不僅能恢復體動作,甚至能夠控制自己想說的話。

最近,洛桑瑞士聯邦理工學院的研究者們更是開創了新的里程碑。他們開發出一種侵入性較小的 “皮質電圖描記”(ECOG)陣列,能夠讀取運動皮層的信號,將其傳遞到脊髓的刺激器。這一突破讓一位雙腿癱瘓的患者能夠站立、行走,甚至輕鬆攀爬樓梯。

腦機接口的研究不僅有助於恢復運動能力,更挑戰了我們對大腦的理解,逐漸揭示了運動皮層細之間的複雜聯繫。這項技術的進步,不僅讓我們對未來充滿期待,也讓我們對大腦的奧祕有了深入的瞭解。奇蹟正在發生,讓我們一起見證這一切的變化!