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科技信息: 科学家们展示了人类大脑之间的直接交流

21世纪是科技高速发展的时代,互联网渐渐走入人们的生活。互联网就像一张网。把我们紧紧联系起来,现在的衣食住行都离不开互联网科技,下面分享一篇关于互联网科技的文章给大家。

我们人类已经进化出了丰富的交流技巧,从手势到复杂的语言。所有这些形式的交流都以不同的方式将个人联系在一起,使他们能够分享和表达他们独特的经历,并共同合作。在一项新的研究中,技术取代了语言,直接将人类大脑的活动联系起来,作为一种交流手段。一对人类受试者大脑中的电活动被以磁信号的形式传递给了第三人的大脑,这种信号传达了以特定方式执行任务的指令。这项研究打开了人类合作的大门,同时以令人不安的方式模糊了关于个人认同和自主的基本概念。

大脑之间的直接交流多年来一直是人们非常感兴趣的话题,其动机多种多样,如未来主义的热情和军事上的紧迫性。在他的著作《超越边界》中,Miguel Nicolelis是这一领域的领导者之一,他将人类大脑活动的融合描述为人类的未来,人类进化的下一个阶段。(Nicolelis是美国科学顾问委员会的成员。)他已经进行了一项研究,用复杂的植入电极(即脑对脑接口)将几只老鼠的大脑连接在一起。Nicolelis和他的合著者将这一成就描述为第一台“有机计算机”,大脑被固定在一起,就像许多微处理器一样。这个网络中的动物学会了将神经细胞的电活动同步到与单个大脑相同的程度。网络大脑被测试的东西,如他们的能力,区别两种不同的形式的电刺激,他们通常表现优于单独的动物。

如果联网的老鼠大脑比单个动物“聪明”,想象一下联网人类大脑的生物超级计算机的能力。这样的网络可以让人们跨越语言障碍。它可以为那些交流能力受到损害的人提供一种新的交流方式。此外,如果老鼠的研究是正确的,人际网络的人类大脑可能会提高表现。这样的网络能成为一种更快、更有效率和更明智的合作方式吗?

这篇新论文通过将一小部分人的大脑活动联系起来来解决其中的一些问题。三个人坐在不同的房间里合作,正确地定位一个块,这样它就可以填补视频游戏中其他块之间的空白。两个扮演“发送者”的人可以看到这个缺口,并且知道是否需要旋转这个块以适应需要。第三个人,担任“接收者”,却对正确答案视而不见,需要依赖发送者发出的指令。

这两个发送者配备了脑电图(eegs),记录他们大脑的电活动。发送方能够看到块的方向,并决定是否向接收方发出信号使其旋转。他们把注意力集中在高频率闪烁的光上以传达旋转的指令,或者把注意力集中在一个低频闪烁的光上以表示不这样做。闪烁频率的差异导致发送者的大脑反应不一致,这些反应被eegs捕获,并通过计算机接口发送给接收者。如果发送者发出旋转信号,则使用经颅磁刺激(tms)装置将磁脉冲传递给接收器。磁脉冲在接收器的视野中引起了一道闪光(一个磷光),作为转动该块的线索。在不连续的时间内没有信号是不转动块的指令。

接收方从两个发送方收集指令后,决定是否旋转该块。和发送器一样,接收器上也装有eeg,在这种情况下用来向计算机发出信号。一旦接收器决定了方块的方位,游戏就结束了,结果给了所有的三个参与者。这为发送方提供了一个评估接收方行动和接收方评估每个发送方准确性的机会。

然后,球队又获得了一次提高表现的机会。总的来说,有五组人通过这个被称为“脑网”的网络进行了测试,平均而言,他们在完成任务时的准确率超过了80%。

为了使挑战升级,调查人员有时会在其中一个发送者发送的信号中添加噪音。面对相互矛盾或模棱两可的方向,接收者很快学会了识别和遵循更准确的发送者的指示。报告称,这个过程模仿了“传统”社交网络的一些特点。

这项研究是先前在实验动物身上所做工作的自然延伸。除了将老鼠大脑连接起来的工作外,Nicolelis的实验室负责将多个灵长类动物大脑连接成一个“brainet”(不要与上面讨论的脑网混淆),灵长目动物通过脑机接口(bcis)学会合作完成一项共同的任务。这一次,三个灵长类动物被连接到同一台电脑上,植入了bcis,同时试图将光标移动到目标上。在这种情况下,动物之间并没有直接的联系,而挑战在于它们要进行平行处理的壮举,各自将自己的活动导向一个目标,同时不断地补偿其他人的活动。

大脑与大脑的接口也跨越不同的物种,人类使用类似于脑网研究中的非侵入性方法来控制通过手术植入大脑接口的蟑螂或老鼠。在一份报告中,一个通过电脑连接到被麻醉的老鼠的bci的非侵入性大脑接口的人能够移动动物的尾巴。而在另一项研究中,人类控制老鼠作为自由移动的半机械人。

新论文的研究者指出,这是第一份以完全非侵入性的方式将多个人类的大脑连接在一起的报告。他们声称大脑可以联网的个体数量基本上是无限的。然而,目前传递的信息非常简单:一个是或否的二进制指令。除了是一个非常复杂的方式来玩一个像俄罗斯人一样的电子游戏,这些努力能导致什么呢?

作者提出,利用功能磁共振成像(fmri)同时对大脑活动进行成像,以增加发送者可以传输的信息,从而改善非侵入性方法的信息传递。但是fmri并不是一个简单的程序,它将会扩大已经非常复杂的信息共享方法的复杂性。研究人员还提出,tms可以集中的方式传递到特定的大脑区域,以引起对接收者大脑中特定语义内容的认识。

与此同时,更具侵入性——或许更有效——的大脑接口工具正在迅速发展。elon musk最近宣布开发一种机器人植入的bci,包含3,000个电极,提供计算机和大脑神经细胞之间的广泛交互作用。尽管这些努力在范围和复杂程度上令人印象深刻,但与政府的计划相比却相形见绌。国防高级研究计划局(darpa)一直在领导工程方面的工作,开发一种植入神经接口,能够同时与一百万个神经细胞接触。虽然这些bcis并不是专门为大脑之间的接口而开发的,但不难想象它们会被用于这种目的。

尽管这里使用的方法是非侵入性的,因此比起使用darpa神经接口,看起来并不那么不祥,但这种技术仍然引起了伦理上的关注,特别是因为相关技术发展得如此之快。例如,一个大脑与大脑网络的未来体现是否能使发送者对接收者产生强制性影响,从而改变后者的媒介感?发件人的大脑记录是否可能包含某天可能被提取的信息,并侵犯了该人的隐私?在某种程度上,这些努力会损害个人的人格意识吗?

这项工作使我们向Nicolelis想象的未来迈进了一步,用已故诺贝尔物理学奖得主Murray Gell-Man的话说,“思想和感情将与语言所允许的选择性或欺骗完全共享。”在追求完全开放的过程中,Nicolelis除了有点偷窥狂外,也没有抓住重点。人类语言的微妙之处之一是,不说的东西往往和说的东西一样重要。个人自主的核心是隐藏在内心深处的内容。无论我们在协作中获得什么,或者通过直接连接大脑来获得计算能力,都可能以牺牲更重要的东西为代价。

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