芯片能给人第二次生命吗（图文）

http://www.sciencehuman.com   科学人 网站 2004-05-13

　　如果给计算机装入人的想法，计算机就有了人的才干；如果给机器装入人的部分智能，它就聪明起来。假如反过来，把某些器件安装到人体里，那又将如何呢？

脑电波———信息指令的源泉

　　据中国科学院心理学研究所的罗跃佳研究员介绍，现代医学确定人死亡的方式有两种，一种是心脏停止跳动，即心电图出现一条直线；另一种是脑死亡，就是说人的心跳、呼吸还存在，可是脑电活动停止了———脑电波呈现出一条直线。因为人的大脑随着思维的活动，随时在产生脑电波（或称脑电流），这是可以通过仪器测出来的。

　　一般来说，脑电波测定的方式是这样的：给人戴上安装着几十个或者上百个电极的电极帽，抹上电极膏，使电极与头皮紧密地连接在一起，就可以测出脑电活动。当然，脑电信号一般只有几微伏，研究人员在仪器上看到的脑电信号，已经被放大了几万倍。

　　脑电活动又分为自发的和诱发的，为完成一定的任务过程中产生的脑电流，被称为“诱发电位”或者“事件相关电位”，它反映为一定的、有峰值的波形。而且，脑电活动具有“锁实”性，即对一个特定的人而言，“诱发电位”的大小和出现的时间是固定的，这就可以形成“脑指纹”。

脑指纹———排除犯罪嫌疑的工具之一

　　在美国，“脑指纹”已经成为排除犯罪嫌疑人的重要工具之一。测谎器是通过测量呼吸、心跳等判别一个人是否说谎，但是，一个训练有素的特工是可以用意识控制这些活动的。而脑电波是直接反映大脑活动的证据，是不可控的。比如，当大脑意识到某种它熟悉的东西时，脑电流会出现峰值，因此分析脑电流的动态就可以推断受检验者是否熟悉某些事物。在案件侦破中，只有罪犯才会熟悉某些场景和证物，当他再次看到这些场景或证物，其脑电流反应肯定和普通人不同。根据“脑指纹”原理，科学家开发出“记忆和编码相关多重电波反应”技术，可以检测外来刺激1200微秒之后脑电流的行为模式，这种技术帮助美国警方侦破了一件15年的谋杀悬案。

　　Cyberkinetics公司创始人约翰·丹格休博士是一名神经学家，他曾用猴子进行过此类试验，研究成果发表在了2002年的《自然》杂志上。三只恒河猴脑内被植入了电子设备，这些设备被用来记录它们大脑的活动信号。然后，科学家们利用这些信号开发出一种程序，这种程序可以促使其中一只猴子持续地通过它的大脑移动电脑指针。

微电极芯片———新的中枢神经元

　　北京大学物理学院甘子钊院士认为，人的行动不听大脑指挥，主要是因为脑神经与神经肌肉的信号不通了，芯片相当于一个连接器，可以将两部分神经连接起来。

　　“植入猴脑或者人脑的探针，可用微米或者纳米加工技术制作，它通过众多的微电极以及微流体通道，将脑神经信号及某种生化反应信息接收下来，加以深入的分析及处理，以达到对认识科学的提高，也可对诸如周期性神经痛等疾病有显著的疗效。至于永久植入脑内的大脑芯片，还应当能将脑神经信号适时地发射出去，并能接收外部信号，对脑功能做可控的刺激与反应”。北京大学微流体与纳米工艺研究中心主任陈勇教授解释说。“显然，植入人脑的芯片，要考虑到生物兼容性，陶瓷、塑料好一些，另外还要考虑合适的封装和工艺。”

　　现代脑成像技术，已经能够清楚地了解大脑各个部位、区域的作用，因此芯片就可以被准确地安置到被破坏的中枢神经上，代替被破坏的神经元，进行信号传输工作。大脑思考的信息被芯片接收，并被准确地翻译成操作语言，发送到安装在行动肌肉上的电极上，变成肌肉控制信号，就可以让瘫痪病人按大脑的思维行动。

　　例如，微电脑芯片植入瘫痪病人脑内后，病人想抬起胳膊，这种想法的脑电波传送到埋在肩膀内的电子芯片内，这一电子芯片又向植入在胳膊内的几十个电极发出很多指令。因为每个电极与一组肌肉纤维相连，所以各个电极的电信号刺激各组肌肉纤维，使肌肉纤维发生收缩反应，于是就使胳臂产生运动。

　　今后，把微电脑芯片植入患者体内的做法会越来越多：把微电脑芯片植入双耳失聪者的耳蜗内，可以使失聪者恢复听力；若是把微电脑芯片植入人的脑内，就可以使盲人恢复部分视力，或者使癫痫患者减少发作次数……

　　陈教授还介绍到，欧盟正在组织一个研究项目———周期性头疼治疗的脑机界面，也就是要研制一种可以进入大脑皮层或者深入大脑内部的多功能纳米探针，它既接收大脑电信号，又可以对大脑某个确定的部位发射微量化学药物，达到修正疾病的目的，又可以从大脑中提取微量物质以供科学家研究大脑的代谢反映，从而推动认知科学的发展。

物理、化学和生物的方法优化大脑神经网络

　　英国雷丁大学的沃里克教授认为，如果芯片植入大脑的试验成功，将会对人工智能机器人的研究产生革命性的影响，甚至可能导致人类记忆的移植。例如可以把整个大英百科全书、英汉字典的芯片植入人脑，人的知识丰富了，参加考试的人一定可以获得高分。

　　陈勇教授认为，通过物理、化学和生物的方法使大脑神经网络更为优化，这有点类似中国佛教中的“开天目”，它有可能提高人的记忆力、思维和反应能力。人类社会的发展如今遇到了很多的困惑———环境恶化、能源匮缺、有效新药研制的难度越来越大，依靠目前的思维和社会组织方式，是很难解决的。

　　但是，人类还有许多能力没有发挥出来，如果科学家能够研究出能够让人变得聪明的设备，每个人的智力都高度发展，人类就有可能寻找到生活和谐、社会可持续发展的方式。

　　“聪明机器将不再是科学幻想，今后完全是可以实现的。”陈教授认为，生物、信息、纳米和认知科学等多学科交叉的研究不仅能够推动认知科学的更快发展，而且有可能改进普通人的智力和记忆力，进而实现个体及社会行为效益的优化。从某种意义上说，这种研究是一次新的“文艺”复兴。

　　人类历史上的第一次文艺复兴，将人类从宗教中解放出来，从而使人类的潜力得到发现，使人类文明和现代工业得到迅速发展。不久的将来，如果人类找到了更能发挥自我和社会潜能的新方法，人类社会又将怎样呢？

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