http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2013-09-06
人体大脑和部分脊柱的核磁共振(MRI)图像
新浪环球地理讯 北京时间9月3日消息，近日，科学家取得了首个远程人对人大脑对接的成功。研究者拉杰什·饶(Rajesh Rao)将一个大脑信号传送到了网络上，并通过该信号控制了其同事安德烈·斯特科(Andrea Stocco)的手臂移动——后者一直坐在一路之隔的华盛顿大学校园中。
以互联网为媒介，利用某个人的大脑来指导另一个人的身体，是一个非常了不起的突破。不过，其他一些意识控制的想法已经成为现实，特别是在人机界面(HMIs)的领域。以下就是几个人类大脑已经能实现的例子。
作曲和弹奏音乐
没错，音乐作曲总是出现在我们的脑海中。不过现在，音乐家们可能不再需要借助活页乐谱，或者弹奏乐器了，他们可以直接利用思维来创造音乐。
头戴式脑电图(EEG)装置可以记录大脑工作时产生的电信号，并无线连接至电脑。佩戴者还可以训练自己的思维，使脑电波信号与特殊的任务联系起来。
例如，当你在想着按下电脑屏幕上某个按键的时候，就会产生一个脑电波模式，电脑程序会识别这种模式并与按键的任务结合起来。在创作音乐时，类似的想法会与音符和声音联系起来，创造出一种直接来自大脑的音乐思维语言。这种语言建立之后，用户可以简单地用思维把乐谱变成现实，并在电脑上演奏出来。
如果想要了解更多有关意识创作音乐，以及其他形式艺术的例子，可以在密歇根大学的网站上搜索“MiND ensemble”(神经元维度上的音乐)。
屏蔽手机来电
神经科学家、前软件工程师鲁杰罗·斯科尔奇奥尼(Ruggero Scorcioni)开发了一个名为“Good Times”的应用程序，能够通过感知用户脑电波的活动来过滤手机来电。今年早些时候，斯科尔奇奥尼赢得了AT&T(美国电话电报公司)手机应用程序编程马拉松活动的奖金。这一iOS应用采用了一款可爱的Necomimi猫耳头箍。这是一种可以读取脑电波活动的头箍，能够监测大脑的活动。如果用户的大脑正忙于其他任务，那它就会将手机来电转移到语音信箱； 如果用户大脑处于可接收信息的状态，该应用就会接通来电。
有了3万美元的编程马拉松奖金，斯科尔奇奥尼正着手对其原型机进行微调。他将此视为人类大脑能直接控制移动设备及个人环境的第一步。或许将来的某一天，这个应用程序能具有更多大脑驱动、不需要进行输入的移动设备功能，如“Good Tunes”的概念。Good Tunes可以根据佩戴者的脑电波信号来选择最契合的音乐，最大可能地满足个人的喜好。
创造三维物体
有没有可能想到什么东西就把它做出来呢？或许现在还达不到那个程度。不过，一家智利公司已经宣称，第一个单纯依靠思维创造出来的物品已经出现了——同时出现的还有最新的、功能越来越强大的3D打印机。2012年1月，位于智利圣地亚哥的Thinker Thing公司的首席技术官乔治·拉斯科沃斯基(George Laskowsky)实现了这一突破。
Thinker Thing公司的系统采用了Emotiv EPOC脑电波头箍来绘制佩戴者的脑电波，之后该公司自己开发的软件“Emotional Evolutionary Design”(情感进化设计)在电脑屏幕上将“组建模块”的形状显示出来。
从一个基本的图形开始，这些形状不断变化和“进化”，而用户对每个变化所产生的正面和负面情绪都会被头箍监测到。软件对大脑的反馈进行分析，接受度更高的形状和变化会被保留下来，并依此扩展；而令人厌烦的形状变化则会被抛弃。这一过程不断重复，直到遵循设计者思维的物品最终成型，并制作出来。
Thinker Thing公司的“怪物梦想家”(Monster Dreamer)项目为学龄儿童提供了发挥想象力的机会。他们可以借助软件将梦想中的怪物在几分钟之内制造出来。
驾驶轮椅及汽车
对残疾人来说，运用意识来移动交通工具将是改变人生的一大突破。科学家为此在轮椅及其他设备上进行了多年的研究，并为那些失去身体控制能力，但又思维清晰的人们带来了福音。
2009年，日本丰田公司和RIKEN实验室的科学家发布了一款思维控制的轮椅。该轮椅采用了能感受脑电波活动的头箍，并能将脑电波信号在125千分之一秒内转换成方向命令，准确率高达95%。
在位于瑞士洛桑的联邦技术研究所，科学家加入了“共享控制”的概念。他们研制的轮椅软件能够分析周围混乱的环境，并将获得的信息与驾驶者的大脑命令结合起来，从而避免与途中的物体发生相撞。这一系统还简化了操作，因为用户不需要一直不断地命令轮椅改变方向。该软件只需要处理一个单向命令，并自动重复，直到成功地完成导航。
德国柏林自由大学的工程师已经尝试将这一概念用在公路上，研制能够由驾驶者部分思维控制的汽车。研究团队采用了一辆能自动行驶的大众帕萨特——无人驾驶车辆的新类型之一——并在上面装上了一套电脑和软件系统，与Emotiv公司的商用脑电波扫描头箍一起使用。
驾驶者首先要接受训练，通过操控屏幕上的虚拟多维数据集来产生可是别的思维命令，如“向左转”等。车上的电脑会分析每次驾驶者思考时的脑电波信号，并将其转化为车辆本身可以识别的命令。
研究团队在其网站上声明，这一名为“Brain Driver”的应用程序还不能适用于公路上，“但长期来看，诸如此类的人机界面在与自动驾驶汽车的结合中具有很大的潜力。例如，当你在十字路口时只需要决定往哪走，自动驾驶汽车就可以一直载你回家。”
“仿生”肢体
在某些情况下，人机界面正逐渐成为人体的一部分。一款新的义肢甚至提供了类似自然肢体的“触觉”。它能将使用者的神经系统与残缺肢体上的神经元联系起来，向大脑发送感觉信号，产生类似“触觉”的体验，使用者由此也可以不单单借助视觉来进行操作。许多平常人轻而易举就能完成的动作，如从购物袋中取出不同的物品等，用义肢就很难实现，这一技术的出现使安装义肢的人也能完成类似的任务。
凯斯西储大学的研究者与美国国防部高级研究计划局(DARPA)合作研发了这种义肢，并在2013年5月公之于众。DARPA在先进义肢的研制中处于领先地位，部分原因是自2000年开始，已经有超过2000名美军服役人员经历过截肢手术。
另一款由DARPA支持研制的义肢采用了相反的思路，即通过一种名为“靶向肌肉神经再支配”的技术对大脑到手臂的信号进行高效传输。这一过程将被截肢体上的神经重新连接，使大脑能够对义肢做更多自然的控制——有些甚至能做到不可思议的动作。经过训练，安装这种义肢的人可以通过思维控制手臂，完成喝咖啡、弹网球等动作。专家称，在某些情况下，义肢已经可以发挥比重伤肢体更多的功能。(任天)
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