盡管人們還沒做好準(zhǔn)備，大型科技公司的“意念控制”開發(fā)已經(jīng)開始了。從馬斯克的腦機(jī)接口到Facebook非植入式研究，這把火似乎越燒越旺。

而所有在腦機(jī)接口的研究和應(yīng)用中，如何幫助癱瘓病人更方便的使用假肢，是最受關(guān)注的。換句話說，我們什么時(shí)候能真的用意念來控制機(jī)器這個(gè)話題最受關(guān)注。

我們知道，馬斯克的腦機(jī)接口項(xiàng)目，是需要開顱植入芯片的技術(shù)，也就是侵入式腦機(jī)接口。

而這種技術(shù)背景下的植入式腦機(jī)接口用來幫助癱瘓病人恢復(fù)對于癱瘓部位的有意識控制是實(shí)現(xiàn)了的。

近期，一名來自俄亥俄州都柏林的意外全身癱瘓年輕人，是Battelle 生物神經(jīng)旁路技術(shù)的第一個(gè)參與者，經(jīng)過五年的研究試驗(yàn)參與過程，他重新獲得了對手指和手腕的有意識的控制。

癱瘓病人Burkhart

這個(gè)生物神經(jīng)技術(shù)研究是Bettelle 與俄亥俄州立大學(xué)維克斯納醫(yī)學(xué)中心合作開展的一個(gè)項(xiàng)目。

為了參與這項(xiàng)研究，Burkhart同意在他的大腦中植入一個(gè)芯片，然后通過一根電纜連接到一個(gè)固定在他頭骨外部的端口。當(dāng)研究人員需要進(jìn)入端口進(jìn)行會(huì)話時(shí)，電纜在芯片和計(jì)算機(jī)之間傳輸信號，通過計(jì)算機(jī)對信號進(jìn)行解讀，然后將它們傳輸?shù)诫姌O套管。Battelle的高級研究負(fù)責(zé)人Herb Bresler解釋說，袖上的電極按不同的順序被激活，以喚起手部的動(dòng)作。

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而對于非侵入式的腦機(jī)接口的實(shí)驗(yàn)，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對機(jī)械臂在二維空間的簡單意念操控。今年6月《科學(xué)·機(jī)器人》期刊上，已經(jīng)公布了這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

這是美國卡耐基大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)的針對無創(chuàng)連接腦機(jī)接口的最新進(jìn)展，實(shí)驗(yàn)中，受試者戴著一個(gè)電極帽子，帽子會(huì)采集腦電信號來操控機(jī)械臂，人們通過這樣的操控，讓機(jī)械臂追蹤一塊電腦屏幕上隨機(jī)移動(dòng)的小球，每一次連續(xù)追蹤1分鐘，半小時(shí)重復(fù)10-20次。

而這個(gè)實(shí)驗(yàn)最大的技術(shù)突破在于采集腦信號。一直以來，對于非侵入式的腦機(jī)接口，最大的難題在于沒辦法清楚的采集腦信號。因?yàn)榇竽X深處的神經(jīng)元發(fā)出的腦信號，傳到頭皮時(shí)，信號已經(jīng)嚴(yán)重衰減，而在這個(gè)實(shí)驗(yàn)里，研究人員采用了一種新的辦法來收集信號。簡單來說，就是用核磁共振繪制大腦的幾何模型，然后把收集到的信號，映射到不同的腦區(qū)，最終的結(jié)果，腦信號的精準(zhǔn)度提升了10%。

但是，不得不說，這些距離用意念隨心所欲的遙控物體，還離得非常遙遠(yuǎn)。目前公眾對于腦機(jī)接口的期待和理解，遠(yuǎn)高于科學(xué)現(xiàn)實(shí)。

對于解碼和收集大腦信號，學(xué)術(shù)界也有了不少進(jìn)展。

《自然-通訊》在 7 月 30 日發(fā)表了來自加州大學(xué)舊金山分校神經(jīng)外科教授 Edward Chang 的研究成果，他們實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)地解碼大腦信號，將“聽到”和“說出”的對話轉(zhuǎn)變成語言文字，并且準(zhǔn)確率可達(dá) 76% 和 61%。

相比馬斯克的腦機(jī)接口，Edward Chang 這個(gè)研究是能夠落地的。他們的策略是，當(dāng)受試者執(zhí)行“聽到”和“說出”任務(wù)時(shí)，研究人員通過從高密度皮層腦電圖陣列記錄神經(jīng)活動(dòng)（覆蓋聽覺和感覺運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)域），然后解碼這些大腦信號的內(nèi)容。

其實(shí)早在4月24日，華裔科學(xué)家Edward Chang 教授和他的同伴，就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了腦電和語言的直接轉(zhuǎn)換。也就是說，你連上腦機(jī)接口以后，就會(huì)像霍金一樣，機(jī)器可以幫你說出你的想法?？梢哉f，這是腦聯(lián)網(wǎng)啟動(dòng)的關(guān)鍵一步。

利用神經(jīng)信號與人聲道咬合部位運(yùn)動(dòng)的映射關(guān)系進(jìn)行解碼，也就是利用控制嘴唇、舌頭、喉部和下頜運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)信號來合成語音，這是一個(gè)比較獨(dú)特的解碼途徑。

那么，科學(xué)家能夠解密大腦的語言，為什么會(huì)引起這么大的熱議呢？

過去，語言是人類交互模式最大的突破，各個(gè)研究機(jī)構(gòu)以及科技企業(yè)巨頭紛紛加入，為的都是探索下一代的交互模式究竟是什么樣的。

對于這種交互模式的探索，Edward Chang 團(tuán)隊(duì)用了比較簡化的方法。他們利用植入于大腦皮層的電極實(shí)時(shí)獲取大腦皮層的活動(dòng)信號，直接解構(gòu)人聽到語言后產(chǎn)生的腦電信號。

他們對涉及幾組簡單問答的腦電信號進(jìn)行了解碼。比如“痛感分為0-10級，你在第幾級？”，“你最喜歡哪種樂器”等，這些簡單問題的訓(xùn)練，讓研究者得到了相對容易判斷的信號。

業(yè)內(nèi)的專業(yè)人士一致認(rèn)為，“這項(xiàng)語音解碼研究在神經(jīng)科學(xué)上的突破并不大，但是在臨床上的意義更大。”

人腦一直是一個(gè)始終在運(yùn)行狀態(tài)的器官，腦電信號運(yùn)行持續(xù)不止，人腦在執(zhí)行聽說功能的同時(shí)，還在視覺、嗅覺以及運(yùn)動(dòng)等多個(gè)功能同時(shí)運(yùn)行，在這種情況下研究不同功能腦區(qū)的相互協(xié)作或者干擾是怎樣發(fā)生的對于解構(gòu)腦電信號至關(guān)重要。但是目前，我們僅僅知道人的語言功能與大腦分區(qū)有關(guān)，并不知道數(shù)百萬神經(jīng)元的映射詳情。

然而，人類持續(xù)利用各種模式的外部數(shù)據(jù)輸入大腦的設(shè)備，以觀測大腦的反應(yīng)，從本質(zhì)上說，就會(huì)極大的推動(dòng)AI與神經(jīng)科學(xué)的共同發(fā)展。

AI的成功很大程度上歸功于更強(qiáng)大的處理器和不斷增長的培訓(xùn)數(shù)據(jù)的到來，這些進(jìn)步的基礎(chǔ)是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

在大腦中，神經(jīng)元接收到了來自大約數(shù)萬個(gè)其他神經(jīng)元的輸入信息，每個(gè)信息單位要么刺激細(xì)胞放電（正輸入），要么抑制細(xì)胞放電（負(fù)輸入），有人比喻這些神經(jīng)元的工作就像演奏交響樂一樣，但它總共也就只有兩種選擇，要么放電，要么不放電。在這種程度上，大腦就像一個(gè)巨大的開關(guān)編碼。關(guān)于破解神經(jīng)元個(gè)體是如何集中創(chuàng)造思想的，一直都是神經(jīng)科學(xué)的神圣任務(wù)，但是，人工智能（AI）給了我們一些引人好奇的線索，告訴我們這有可能是如何發(fā)生的。

這就是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的誕生背景，是科學(xué)家用這些生物神經(jīng)元和它的聯(lián)結(jié)作為模型建立的。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)能下棋、打牌、認(rèn)識面孔、聽懂人話。

我們知道，標(biāo)準(zhǔn)電腦程序是逐行工作，但是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則不同，依據(jù)數(shù)學(xué)程序，程序員只提供了公式，輸入信息則決定形成什么樣的聯(lián)結(jié)，以及每種聯(lián)結(jié)跟其他所有聯(lián)結(jié)之間的關(guān)系（或者權(quán)重）應(yīng)該有多強(qiáng)。為了訓(xùn)練系統(tǒng)產(chǎn)生正確答案，將此輸出和輸入完全匹配時(shí)的輸出進(jìn)行比較，并用差異來調(diào)節(jié)權(quán)重，這個(gè)就叫做深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。