眼电美女游戏(从上海科技馆的脑电波比试游戏来谈：意念控制，离我们还有多远？)

在上海科技馆有个人气很高的游戏：【比试脑电波】。该游戏方式是：通过佩戴在头上的传感器，采集比试者的脑电波信号加以放大（据说是要放大10000倍以上），以此来控制小球的运动，脑电波信号的强弱，作用在小球上的力也就不同，于是球就会向弱者的方向滚动。

其实这个游戏主要靠集中注意力来增加脑电波的强度，算是【意念控制】最初级的应用了。

相信大家最希望的是通过【意念控制】能像科幻电影里一样，不通过接触物体就能随意控制物体的行为，甚至是能读取和控制别人的思想，就像【读心术】和【摄心术】一样。脑科学家和人工智能专家正在努力实现这个目标，到目前为止，已经能通过脑电波做一些简单的物体控制了，但离真正随意控制物体还有不少的距离。

那什么是【脑电波】呢？人类的大脑是带“电”的。当我们看到，听到，闻到或触碰到某个东西的时候，想要在大脑上产生“知觉”，必须先转变成电信号，然后电信号沿着长长的神经纤维，一路传递到神经中枢。黑暗森林一般的神经纤维上，电火花此起彼伏，整个大脑皮层就像充满闪电的天空。如果你“看见”了这一切，感觉到了愉悦，那你大脑海马体的灰白质区域，也会冉冉升起一簇电火花，然后转瞬即逝。

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那如何监测脑电波呢？脑电图（Electroencephalogram,EEG）是一种使用电生理指标记录大脑活动的方法，是通过精密的电子仪器，从头皮上将脑部的自发性生物电位加以放大记录而获得的图形。它记录大脑活动时的电波变化，脑细胞群的自发性、节律性电活动，是脑神经细胞的电生理活动在大脑皮层或头皮表面的总体反映。1929年，德国人Berger才真正记录到人类的脑电波，并制作了第一张人脑脑电图。脑电波是脑科学的基础理论研究，脑电波监测广泛运用于其临床实践应用中，如：常规脑电图、动态脑电图监测、视频脑电图监测。

通过监测发现脑电波是一些自发的有节律的神经电活动，其频率变动范围在每秒1－30次之间的，可划分为四个波段，即δ（1－3Hz）、θ（4－7Hz）、α（8－13Hz）、β（14－30Hz）。除此之外，在觉醒并专注于某一事时，常可见一种频率较β波更高的γ波，其频率为30~80Hz，波幅范围不定；而在睡眠时还可出现另一些波形较为特殊的正常脑电波，如驼峰波、σ波、λ波、κ-复合波、μ波等。其中α和β波段通常被称作快波波段，δ和θ波段则被称为慢波波段。脑电波在头颅不同部位的频率，幅度和相位变化，能反映脑的功能和状态。

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δ波

频率为1~3Hz，幅度为20~200μV。当人在婴儿期或智力发育不成熟、成年人在极度疲劳和昏睡或麻醉状态下，可在颞叶和顶叶记录到这种波段。

θ波

频率为4~7Hz，幅度为5~20μV。在成年人意愿受挫或者抑郁以及精神病患者中这种波极为显著。但此波为少年（10－17岁）的脑电图中的主要成分。

α波

频率为8~13Hz（平均数为10Hz），幅度为20~100μV。它是正常人脑电波的基本节律，如果没有外加的刺激，其频率是相当恒定的。人在清醒、安静并闭眼时该节律最为明显，睁开眼睛（受到光刺激）或接受其它刺激时，α波即刻消失。

β波

频率为14~30Hz，幅度为100~150μV。当精神紧张和情绪激动或亢奋时出现此波，当人从噩梦中惊醒时，原来的慢波节律可立即被该节律所替代。

在人心情愉悦或静思冥想时，一直兴奋的β波、δ波或θ波此刻弱了下来，α波相对来说得到了强化。因为这种波形最接近右脑的脑电生物节律，于是人的灵感状态就出现了。

正是因为脑波具有这种随着思维活动/情绪波动而变化的特性，人类对于脑波的开发利用成为了可能。电影《阿凡达》中所展现的实际上是一种叫做脑机接口的技术（Brain-Computer Interface，简称BCI），是指在人脑与计算机等外部设备之间建立直接的连接通路。通过对于脑电信息的分析解读，将其进一步转化为相应的动作，这就是用“意念”操控物体的基本原理。

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意念控制，就是需要将上面那些抽象的脑电波转化为实际的指令。例如：想【开灯】，就需要捕捉到【开灯】的脑电波，而不是捕捉到【不开灯】的脑电波才行。其实每一个思想行为都有相应的脑电波，但人类的思维又是异常复杂和个性化，如何准确解码这些脑电波正是科学家们所遇到的难题和努力的方向。

对于现实中有些相对简单的应用，就拿开灯和关灯来说吧，如果【开灯】和【关灯】的脑电波无法解码的话，可以找一些已经解码的脑电波来代替也是可以的，例如想一下【1】表示【开灯】，想一下【2】表示关灯之类的。

早在2014年巴西世界杯，一个身穿“机械骨骼战甲”的瘫痪少年就通过意念控制开出第一球。到如今，意念控制物体的技术已越来越成熟。

不久之前，由马斯克创建的脑机交互技术公司“神经连接”（Neuralink）发布脑机接口新技术，主要有两项重要创新：一是更好的传输介质，即一种比头发丝还细的柔软聚合物“线”，其上布满微小电极和传感器；二是更安全的植入技术，即一台神经外科机器人每分钟自动将6根线（含192个电极）植入大脑并避开血管等组织，减轻大脑炎症反应。在“解码”大脑信号方面，“神经连接”公司也进行了新尝试。他们宣称已开发出一个能更好读取、清理和放大大脑信号的定制芯片。目前，该系统只能通过有线连接传输数据，但最终目标是创建一个无线系统。马斯克说，现在已经实现让猴子通过大脑来控制计算机，希望2020年底能在人类志愿者身上进行试验。

脑机交互新突破，首先给医疗行业带来福音。实际上，侵入式脑机交互技术早已应用在医疗领域，如用深脑刺激来缓解帕金森症状、用早期实验性芯片来恢复视觉、植入人工耳蜗恢复听力等。大脑功能正常的残疾人和行动不便的老年人只需坐在轮椅上，就可以根据脑电和眼电信号改变轮椅方向和速度等等。

此外，在教育领域，获得国际消费电子展最佳人气产品奖的BrainCo公司开发了一款脑机交互头环。学生在课堂上带上头环，老师就可实时监控学生注意力情况。

所以随着科技的发展，脑机交互技术除了能够帮助人们“直接、即刻获取人类积累的几乎所有方面的知识”，我们相信在改善教育、智力、娱乐、旅行和“其他互动体验”上会有越来越多的应用。

当然，脑机交互技术发展还面临一系列障碍和风险。未来，无须学习只需脑机连接就能读取大量信息和知识的科幻场景叫人遐想，但也让人陷入深深迷思：人脑是否会退化？个人数据泄露的风险有多高？“读心术”和“思想传输”能否成真？机器是否会控制人类大脑？对于脑机交互的未来应用，已经遭遇无法回避的伦理争议，有关法律、伦理和监管的讨论也在展开。王守岩、高小榕等专家认为，在对脑机交互技术的管控上，可以参照国际通行做法，在发展初期按医疗器械方法管理，同时禁止将脑机交互数据联网传输、禁止远距离程控，宜采用硬启动手段，最大化防止黑客入侵、预防潜在风险。此外，政府部门应加紧研究该技术对社会、文化、法律等方面的影响，进行合理引导和规范。

总之，科技创新让人类走向未来，但科技突破都有其两面性，关键在于心存敬畏，趋利避害使其服务于人类永续发展的共同福祉。