大腦與機器的融合還有多遠?

忘掉語音控制或手勢識別:裝置可能很快直接連線到我們的大腦

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好的,太棒了:我們可以透過語音識別控制手機,透過手勢識別控制電視。但這些技術並非在所有情況下都適用於所有人。所以我說,忘掉那些粗糙的開端吧;我們真正想要的是思想識別。

正如我在最近一集NOVA節目的研究中發現的那樣,腦機介面(BCI)技術似乎還沒有取得很大進展。例如,我嘗試戴著價值 300 美元的商用腦電圖耳機,透過思考“向上”來讓玩具直升機飛行。但效果很差。

這種“讀心術”帽子可以快速戴上且無創。它們透過你的頭皮,監聽來自你大腦活動的極其微弱的電訊號殘餘。但它們不擅長弄清楚這些訊號源自你大腦的哪裡。此外,耳機軟體甚至不知道我在想“向上”。我完全可以想到“古怪”、“鞋帶”或“泡菜”——無論我在 15 秒的訓練課程中想到了什麼。


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還有其他非侵入性腦掃描器——腦磁圖、正電子發射斷層掃描和近紅外光譜等等——但每種掃描器也都有其權衡之處。

當然,你可以將感測器植入某人的顱內,以獲得最佳讀數;癱瘓患者已經成功地使用這種方法操縱電腦游標和機械臂。不過,當涉及到控制日常電子裝置時,腦部手術可能很難推銷。

我最令人驚訝的發現來自卡內基梅隆大學,馬塞爾·賈斯特和湯姆·米切爾一直在使用即時功能性核磁共振成像掃描器來進行真正的讀心術——或者更負責任地稱之為思想識別。

當我躺在功能性核磁共振成像儀中時,我在螢幕上看到了 20 張影像(草莓、摩天大樓、洞穴等等)。我被指示想象每個物體的特性。計算機會嘗試從每兩個物體中,找出我剛剛看到的兩個影像的順序(例如,草莓是否在摩天大樓之前出現)。它百分之百正確地猜對了。

事實證明,無論我們的母語或個人歷史如何,當我們想到某些名詞時,我們大腦的相同部分都會“亮起”。對於“草莓”,我們可能會想到“紅色”、“吃”或“一手拿著”。計算機知道哪些大腦區域對於哪些特性是活躍的。該系統還可以猜出您正在思考哪個數字或您正在感受 15 種情緒中的哪一種。

現在,在我們可以僅僅透過思考“CBS”來換電影片道之前,還需要發生很多事情。在這些早期階段,大多數 BCI 研究都集中在如何幫助殘疾人移動或如何檢測謊言。而這項工作正在引發大量關於倫理、隱私和可信度的問題。當思想識別 действительно 應用於小工具時,還會出現其他問題。如果您在用思想口述電子郵件時分心了怎麼辦?如果您和您的配偶想到兩個不同的頻道,誰會贏?誰會為了調節音樂音量而接受核磁共振檢查?

在卡內基梅隆大學認知腦成像中心任職的賈斯特並不擔心那部分。“我們的機器是個怪物,”他告訴我。但是“總有一天,一些生物物理學家會開發出一些更小的裝置,可能以不同的原理執行。”目前,現在預測 BCI 將走向何方,甚至何時起飛還為時過早。這也沒關係。畢竟,當有人發明輪子時,他或她可能沒有立即想到阿西樂列車、過山車或滑板。

儘管如此,我已經被讀心了,而且我是一個信徒。有些事情正在醞釀,數百萬美元正在投入到改進它的努力中。下一個偉大的介面突破可能會利用你與生俱來的電子裝置。

大眾科學線上
現在可用的意念控制裝置:ScientificAmerican.com/dec2012/pogue

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