意念控制 脑电波机制如何 又有何缺陷？

医谷编者按：上周，医谷发布了一篇《意念控制 脑电波无人机》的文章，介绍了通过脑电波控制无人机飞行的事件，当然去年以来最著名的是脑电波事件还是巴西世界杯上脑波控制外骨骼机器人开球的事件，此外，还有去年天津大学神经工程研究团队和天津市人民医院联合研制的《“纯意念控制”康复机器人“神工一号”问世》，那么脑波控制到底是怎么回事儿，又有哪些缺陷呢？

自从人类知道身体的控制中枢是大脑而非心脏之后，相关的科学研究就方兴未艾、风靡全球了，但因人类大脑过于复杂，有关脑电波的研究连绵了大约60年，也没能取得突破性进展，就更不要提什么重要应用了。

在全部的研究成果中，最具审美性的只是几本不错的科幻小说和电影，比如由黑寡妇斯嘉丽主演的电影《超体》，充分阐释人类大脑的强大，现在社会中之所以还有那么多二逼，最根本的原因在于对大脑过低的利用率，事实上，强悍如爱因斯坦的大脑开发程度也不到10%，至于马克思、孔子之类圣人可能就更低了。大脑利用率的理论还能解释我们与外星人的关系。众所周知，外星人存在已是科技界公认的事实，人类在数十年来也不断向外太空发送信号，但却从未收到任何回复，一种解释是外星生物头脑利用率更低，尚不足以识别人类信号，而另一种解释是，他们的头脑利用率更高，不屑于同人类交流，正如，我们也不想和跳骚、蟑螂说话。基于UFO的先进性，笔者更倾向于后一种解释。

另一部科幻巨制《阿凡达》的场景则更接近现实，在潘多拉星上，下身瘫痪的海军上将，利用复杂的可穿戴设备收集脑电波信号，并且用这些信号操控着人造的阿凡达。

只是现有的研究成果远不能进行电影中复杂的操作，更不要说什么情感交流和执行高级任务了。

其实，脑波本质上就是一种电信号。人类的各种活动都会产生能量不等的电信号，比如心脏跳动时会产生1~2毫伏的电压，眼睛开闭会产生5~6毫伏的电压，而人类想入非非之时，大脑则会产生0.2~1毫伏的电压，诸如兴奋、紧张、昏迷、抑郁等情绪则会影响大脑电信号的能量。按照简单的逻辑讲，脑电波技术最根本的思路就是采集人类思考时产生的电信号，利用大数据技术找出规律性，从而进一步翻译成机器可识别的信号。

整个逻辑的描述仅仅有二三十个字，但其中的每一个环节都会衍生出大量的尖端技术，换句话说，每一个环节都需要强大的科技做支撑，而但凡有任何的突破，之于人类都是难以言表的美丽画面。

方兴未艾，脑电波画面太美

如前文所述，人类之于脑电波的研究已经延绵了60多年，除了审美性极强的小说和影片之外，也零零散散地取得了一些小成果，最起码，我们基本搞明白了脑电波的基本原理，事实上，连百度百科都能把这项技术解释得像那么回事儿。此外，在一些先进的科技展览上和前沿科技公司的实验室里，也时常会出现一些让人兴奋的实验产品，比如

2009年的CES展览上，一款名叫MindFlex的玩具震惊世界，玩家可以用“意志”让小球悬浮到空中，而且稳定程度会随着玩家意念的专注度而有所变化。

随后，不仅这款玩具被抢购一空，而它使用的核心脑电波技术也开始渗入临床医学、健康养生、乃至可穿戴设备领域。

迄今为止，人类在科技领域取得了琳琅满目的成就，作为现代人可能没啥大感觉，毕竟，连笔者的儿子都觉得iPad是个挺简单的东西，但真正的事实是，固然科技的每一次进步都是伟大的，但实现它的过程却并不轰轰烈烈。如今的脑电波技术也正处于探索阶段，充满着失败、嘲笑和尴尬，唯一幸运的是，它赶上了一个媒体发达的时代，才有机会把自己的雏形提前展露出来：

脑电波的研究逻辑中，第一个步骤就是收集电信号，这需要复杂的设备和运算逻辑。

目前，一些硅谷的创业公司已经把庞大的脑电波监测设备缩减成了一个头戴式耳机的大小，这种进步同PC电脑的发展有异曲同工之妙。而当运算逻辑足够成熟时，脑电波技术能在临床上进行脑部疾病的探索，到了那个时代，脑出血的地位可能也就跟咳嗽一样，喝点药就能在一下午的时间内痊愈了；而一旦人类对自己的大脑有了更深入了解，就会自行创造出有利于生命存活的环境，事实上，波士顿某大学实验室内，科学家已经开始利用脑电波技术+可穿戴设备帮助患者降低心理压力、让心脏跳动变慢等等，更让人兴奋的是，脑电波技术产生的电流仅仅是安全电流的1%。

另外，脑电波信号收集最高级的阶段应该是“读心术”的出现，事实上，警察们已经利用相关技术来迫使犯罪嫌疑人招供。试想一下，当大数据完全破解了由人类自身发出的电信号之时，世界上就再不会有“律师”这个行业了。

在脑电波研究逻辑中的第二部分，应该就是一场人机交互方式的大革命了，就好像声控、语音、触摸、按键等等，事实上，前文提到的玩具Mind Flex就已经是这个逻辑的雏形了，而《阿凡达》中的桥段则是这个逻辑的高级应用。最新的实验设计中，可穿戴设备采集的脑电波能够被转化成电脑信号，在进行简单的数据运算之后，通过Wi-Fi传递给消费电子设备，以完成各种动作…如果非要给这些实验起一个拉风的名字，笔者认为应该是“意念控制”。

随着消费类电子技术的发展，家庭中的设备越来越多，消费者正开始讨厌一切都要由双手完成的情景，于是，Siri语音被看做是下一场人机交互革命，也正式嗅到了这个商机，脑电波技术也披上了“人机交互革命”的外衣，只是同Siri一样，脑电波只是带来了理论上的革命。

脑电波只能应用于特殊领域？

蓝图虽美，但脑电波依旧尴尬，这种尴尬源于人类之于大脑的无知，事实上，大脑因藏在厚厚的头盖骨之下，能释放出的信号非常有限。相比于心脏、四肢这些器官活动所释放出的信号，有数量级上的差距，这也注定了可穿戴设备在采集脑电波信号方面的无能，而信号又恰恰是脑电波技术应用的根本，要改变目前现状有两条路可走，一个是提高可穿戴设备的采集能力，另一个是等着人脑发展，释放出更多更强的电波信号。目前看来，两条路都不容易走。

脑波技术的另一种尴尬是其注定只能应用于特殊领域，比如医学、审判、航天等等，而一些可穿戴设备商鼓吹的“脑电波改变人类交互方式”的论调则显得有点滑稽。首先，目前的人脑信号非常微弱，不可能依托“意念”去完成较复杂的任务，比如让玩具悬浮，或者调节手机音量已然是极限了，但问题在于，日常生活中消费者是否真得有必要用“意念”去做这些事情吗？笔者的看法是，意念控制虽然拉风，但不用也罢。

事实上，在全部的“意念控制”实验中都有一个共同的事实，那就是要求实验者需要完全地专注，甚至心无杂念地完成脑波信号的释放，整个过程需要巨大的能量消耗，但这些动作交给手指和按键可能就不是什么事儿了。

消费者虽然讨厌双手完成全部的事情，但等任务发生时，人类还是趋向于用最简单、能量消耗最低的方式去完成，触摸屏比按键更容易，于是风靡了，但语音更加复杂，且对嗓子的压力太大，于是，只能不温不火，至于意念控制这种高级交互，普及难度就更大了。

总的来说，脑电波技术的研究代表着人类对自己大脑巨大的好奇心，这种好奇心可能让人类再深层次地进化1000年，但目前的成果来看，笔者更希望脑波的研究方向能集中于临床、测谎等专业领域，至于iPad/iPhone的交互方式，脑电波的研究人员们就不要瞎操心了!

文/科技新发现 康斯坦丁，微信公众号：kejxfx

医谷链

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来源：科技新发现   作者：康斯坦丁